随风 2008年01月17日 15:02
运用计算机模拟技术,美国某研究小组已确认建造能使声波无损滑过的物体是可能的。如果这一概念能实验成功的话,它不仅能为隐形潜艇等军事方面的应用铺开道路,而且也会对礼堂去回声甚至飞机降阻等民用方面技术打下基础。
蝙蝠用声波探测飞虫、雷达用无线电波探测物体,声波隐形外罩的关键是在于对声波流的导引,让这些声波绕过某个物体,就好像它不存在一样,因此就没有声波会反射回来被蝙蝠的耳朵或是雷达接收器接收到。然而到现在还没人能真正实现,甚至无法证实其可行性。
不过,杜克大学电子工程师Steven Cummer及其研究小组认为,他们已经找到了设计这种设备所需要的声学特征。他们的一些搞光波研究的同事已经弄清了一些光学隐形的奥秘(论文发表在2006年10月20日的《科学》杂志上),现在Cummer的研究小组则发现了与抑制声音传播有关的类似的东西,他们在1月14日的《物理评论快讯》(《Physical Review Letter》)在线版上发表文章说,通过他们的计算和计算机模拟实验,得出了如何实现音各向异性的方法,即能使声波被束缚在某个方向,而不管它们之前来自何方。
Cummer表示,这种技术关键在于合成某些在自然界没有的能产生各向异性的特殊材料,这些材料可以由几厘米直径的金属圆筒组成,或者直径比大部分可听见的声音波长小,这样能避免声音反射。找到必须的材料倒不是技术难点,我们必须找到一个各向异性的程度,这比材料可能更重要。他解释说,我们现在仅仅是证明了这种音波隐形在技术上是可以实现的,所以研究人员才刚开始认真考虑其应用。
Cummer认为,这项研究对于一些领域应该是颇有价值的。比如飞机表面和船体的抗噪,能大大降低空气或水带来的阻力。伊利诺斯州立大学的机械工程师Nicholas Fang表示,这项研究明确指出实现各向异性对建造声波外壳是至关重要的,尽管这项技术还保留了许多挑战,他非常高兴我们现在了解了更多有关声音的窍门。