暗声学超材料研究

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梅军, 马冠聪, 杨旻, 杨志宇, 温维佳, 沈平. 2012: 暗声学超材料研究, 物理, 41(7): 425-433.
引用本文: 梅军, 马冠聪, 杨旻, 杨志宇, 温维佳, 沈平. 2012: 暗声学超材料研究, 物理, 41(7): 425-433.
2012: Dark acoustic metamaterials, Physics, 41(7): 425-433.
Citation: 2012: Dark acoustic metamaterials, Physics, 41(7): 425-433.

暗声学超材料研究

Dark acoustic metamaterials

  • 摘要: 由于普通材料的固有耗散在低频区域的微弱性,长久以来,低频声波的衰减一直都是一个颇具挑战性的任务.为了能够在100—1000Hz范围内完全吸收某些频率的低频声波,文章作者设计了一种薄膜型的暗声学超材料样品:它是由在弹性薄膜上镶嵌有一些非对称性的硬质金属片而制成.实验表明,该样品在低频区域几乎能够百分之百地吸收声波,而在共振吸收频率处,空气中的声波波长要比薄膜的厚度大3个数量级以上.当共振发生时,硬质金属片的"拍动"导致很大的弹性曲率能量聚集在金属片的边界附近.由于薄膜的拍动模式与声波的辐射模式仅存在微弱的耦合作用,而弹性薄膜的整体能量密度又比入射声波的能量密度大2—3个数量级,该样品本质上是一个开放的共振腔,这也是它能够高效地吸收低频声波的原因所在.
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出版历程
  • 刊出日期:  2012-07-12

暗声学超材料研究

  • 香港科技大学物理学系,香港九龙清水湾 华南理工大学理学院物理系,广州510641
  • 香港科技大学物理学系,香港九龙清水湾

摘要: 由于普通材料的固有耗散在低频区域的微弱性,长久以来,低频声波的衰减一直都是一个颇具挑战性的任务.为了能够在100—1000Hz范围内完全吸收某些频率的低频声波,文章作者设计了一种薄膜型的暗声学超材料样品:它是由在弹性薄膜上镶嵌有一些非对称性的硬质金属片而制成.实验表明,该样品在低频区域几乎能够百分之百地吸收声波,而在共振吸收频率处,空气中的声波波长要比薄膜的厚度大3个数量级以上.当共振发生时,硬质金属片的"拍动"导致很大的弹性曲率能量聚集在金属片的边界附近.由于薄膜的拍动模式与声波的辐射模式仅存在微弱的耦合作用,而弹性薄膜的整体能量密度又比入射声波的能量密度大2—3个数量级,该样品本质上是一个开放的共振腔,这也是它能够高效地吸收低频声波的原因所在.

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