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乒乓球的新應用:有效阻隔城市低頻噪音

明日科學

更新於 2024年02月20日06:39 • 發布於 2023年10月13日09:00 • 高 詩豪

在城市中,不僅有車水馬龍的景象,還有那混雜的噪音。從機場、道路到市區各處的喧囂,這些低頻的噪音成了我們日常生活中的困擾。但你知道嗎?一項最新的研究發現,平凡的乒乓球可能是解決這個問題的低成本方案!

低頻噪音對我們的健康有害,而且特別難以隔絕。它可能從各個方向傳來,不像高頻噪音那樣,可以被牆壁和建築物有效地擋住。

法國里爾大學和希臘國立技術大學的研究團隊發現,乒乓球可以作為亥姆霍茲(Helmholtz)共振器使用,特別設計來吸收特定的音頻。

什麼是亥姆霍茲共振現象?亥姆霍茲共振指的是空氣在一個腔中的共振現象,例如在一個空瓶子的瓶口吹氣引起的共振。

團隊嘗試使用不同排列的乒乓球進行實驗。(圖/《應用物理學期刊》)

這種共振器以德國物理學家赫爾曼·馮·亥姆霍茲(Hermann von Helmholtz)命名,基本上是一個有小開口的空室,就像乒乓球。當聲音進入這種裝置時,會因為與共振器的自然頻率相匹配而被吸收。

里爾大學的物理學家塞巴特(Robine Sabat)表示:「乒乓球是全球隨處可見的日常物品。我們的初衷是使用這些容易獲得的物件來創建一種低頻絕緣板結構。因此,乒乓球可以是音響絕緣材料的經濟替代品。」

聲音進入共振裝置進而被吸收

團隊使用鑽床在乒乓球上鑽孔,並使用木製工具輔助,最終得到鑽有1毫米孔的4厘米乒乓球。(圖/《應用物理學期刊》)

透過數學建模和實驗,研究人員展示了多個共振器之間的相互作用方式,可以被操作來控制被擋住的聲音頻率。

雖然還沒有大規模的實地測試,但這些無所不在且價格實惠的小球在保護我們免受噪音污染方面具有很大的潛力。

塞巴特補充說:「這個『超表面』的潛力不僅僅在於隔音。它還可以用於其他功能,如聲音聚焦、非常規的聲音反射和聲音傳輸操作等。」

這項研究的成果已發表在最新一期的《應用物理學期刊》上。

更多科學與科技新聞都可以直接上 明日科學網 http://www.tomorrowsci.com

參考論文:

1.Low frequency sound isolation by a metasurface of Helmholtz ping-pong ball resonators.Journal of Applied Physics

延伸閱讀:

1.消噪耳機給靈感MIT團隊提升量子比特穩定時間

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