实际上,声波并不总是能直接进入我们的耳朵,它们也会反射到我们所在空间的其他物体和墙壁上,因此,在宽广的音乐厅里欣赏到的乐队演奏,与在小型音乐俱乐部里听到的是完全不同的体验。 上图:带有麦克风和扬声器环的实验装置。 现在,科学家们已经开发出一种技术,可以隐藏物体对声场的影响,这样声波就不会击中或反射回来。实际上,就声学而言,这些物体就变成了隐形的。 在基本原理上,它使用麦克风的外环(用作音频传感器)和扬声器的内环(用作音频源)工作。通过分析麦克风拾取的声波,计算机指示扬声器立即调整声场,使其表现得好像被隐藏的物体根本不存在一样。 研究人员解释说:这项新技术打开了以前无法进入的研究方向,并促进了包括建筑声学、教育和隐形在内的实际应用。 事实上,在声学上隐藏物体的想法本身并不新鲜它也被尝试使用所谓的超材料(吸波材料),旨在吸收到达物体表面时的所有声波。然而,这是一种被动的、相当不灵活的方法,只能在有限的频率范围内进行工作。 有了这种新的实时方法,在让物体消失方面有了更多的通用性该技术甚至可以反过来工作,让它听起来好像一个不存在的物体正在占据在房间之中(全息术)。 该技术中运用的现场可编程门阵列(FPGA),是一种可以自定义编码的集成电路,可以确保音频源的输出能够响应音频扬声器的输出,而且几乎没有任何延迟。 上图:说明了隐形如何有效地隐藏声波反射,而全息术会产生现实中不存在的声学幻觉。 到目前为止,研究人员已经成功地将他们的系统用于12厘米大小的2D物体。随着进一步的研究,该团队希望能够将该技术用于尺寸更大的3D物体。更重要的是,它已经在广泛的频率范围内发挥作用。 主持这项研究的瑞士苏黎世联邦理工学院的地球物理学家表示:我们的设备允许我们在超过3。5个八度的频率范围内操纵声场。 该技术有可能在任何记录和分析声波的领域得到很好的利用。它涵盖了一系列科学应用,例如地下结构的研究。 更进一步,研究人员希望让这样的系统也能在水下工作,那里的声学显着不同。同样,任何需要隐藏现有对象,或需要放置虚拟对象的声波扫描过程都会受益。 这项新研究也再次证明了许多科学家具有惊人的耐心。其实,声学斗篷的初步基础是多年前开发的。而这项合作始于15年前,当时基本理论已经形成,这也说明了科学项目的长期性。 如果朋友们喜欢,敬请关注知新了了!