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可用来探测海洋生命
来源:未知     作者:admin      2018-01-31 15:16       
  在游泳池玩马可波罗抓人游戏的时候,别指望在水下喊出声音。没人能听到你的声音,因为一般来说,只有0.1%的声音能从水里传到空气中。不过,一种新的设备将来可能会起到作用。
 
  据英国科学新闻网站1月23日报道,研究人员设计了一种新的超材料,它的特性与常规材料不同,能将声音的传输加强30%。日本北海道大学应用物理学家奥利弗·赖特和韩国延世大学的一个研究小组说,这种材料不仅仅能应用于泳池游戏,将来的版本也许可以用来探测喧嚣的海洋生命或者监听声呐的使用。他们的研究论文发表在美国《物理评论快报》周刊上。
 
  目前,探测水下声音主要靠水中听音器,但必须在水下进行。那如果想从水面上听呢?
 
  试试这种新设备。它是一个小型圆筒,其浮在水面上的金属框架上配有加重橡皮膜。当水下的声波触及设备时,它的框架和橡皮膜会以精密调整的频率振动,以帮助声音传输到空气中。
 
  赖特说:“像桌子或水面这样的‘硬’表面会把几乎100%的声音都反射回去。我们希望通过一种媒介结构来缓解这种作用。”
 
  报道称,水和空气都会抵抗声音的流动,这种特性就是声阻抗。由于密度更大,水的声阻抗是空气的3600倍。这种差异越大,更多的声音就会在边界被反射。
 
  增加一层厚度为抵达声波波长四分之一的材料可以减少反射的量。这也就是相机镜头和眼镜镜片上抗反射涂层的工作原理。可见光的波长只有几百纳米,这样涂层只需要几个原子厚,但声波波长可长达数米。
 
  即使仅有声波厚度的百分之一,而不是常规的四分之一,这种材料依然可以传输声音。
 
  报道称,研究人员需要克服的一大问题是,这种设备无法传输从不同角度到达表面的声音。在实验室中,设备在一个筒中测试——也就是一个单向的环境。但在湖泊或海洋的广大表面上,这种设备只能传输来自正下方很小面积的声音。此外,这种材料只能传输有限频率的声音。在此范围外的声音仍然会在水的表面被反射掉。