声学超表面乒乓球竟能吸收低频噪音

长期接触低频噪音会导致许多健康问题，但解决方案可能出现在一个意想不到的地方——乒乓球表面。在最新一期《应用物理学杂志》中，法国里尔大学和希腊雅典国立技术大学研究人员描述了一种声学超表面，其使用乒乓球作为亥姆霍兹谐振器，创造出廉价但有效的低频隔音效果。

基于穿孔乒乓球的声学超表面声音传输的实验装置和数值模型。

图片来源：萨巴特等人/优睿科网站

低频噪音在城市、道路附近和机场很普遍，是城市中常有的声音背景，可能引发耳痛、呼吸障碍、烦躁和其他长期不良影响。低频噪声由多种来源产生，与高频声音相比更加难以避免。

声学超表面是专门设计用于操纵声波的材料。该超表面使用空心乒乓球，每个球上都有小孔，模拟亥姆霍兹谐振器。亥姆霍兹谐振器具有独特的能力，能够以其自然频率精确捕获环境声波。新研究的独创性是考虑两个谐振器之间的耦合效应，其导致两个谐振频率的出现。

这也意味着该设备能够吸收更多的声音。在两个耦合谐振器取得成功后，研究人员添加了更多谐振器，从而增加了可吸收的谐振频率的数量。

通过调整球的数量、孔的数量和孔的大小，研究人员还可改变超表面的声学特性，证明无需昂贵的材料即可设计出吸声板。

研究人员表示，这种超表面的潜力超出了隔音效果。它可被扩展以实现于其他功能，如声音聚焦、非常规声音反射、声音传输操纵等。