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新设备可以将水下声音传输到空中

2018-11-20 11:59:42 • 来源：ScienceNews

没有人会听到你，因为通常只有大约0.1%的声音从水传播到空中。但有一天，一种新型设备可能会有所帮助。

研究人员设计了一种新的超材料 - 一种与传统材料不同的材料 - 将声音传播率提高到30%。超材料可以应用于池畔游戏。日本札幌北海道大学的应用物理学家Oliver Wright和韩国首尔延世大学的一个团队在一篇论文中描述了超材料，未来的版本可能会被用来检测嘈杂的海洋生物或听取声纳的使用。接受物理评论快报。

目前，水下声音的检测发生在水听器上，水听器必须在水下。但是，如果你想从表面听取意见呢?

输入新设备。它是一个小圆柱体，加厚的橡胶膜伸展在金属框架上，浮在水面上。当水下声波撞击设备时，其框架和膜以微调的频率振动，以帮助声音传播到空中.“像桌子或水一样'坚硬'的表面几乎可以反射100%的声音，”赖特说。“我们希望通过引入中间结构来减轻这种影响。”

水和空气都能抵抗声音的流动，这种声音被称为声阻抗。由于其密度，水的声阻抗是空气的3,600倍。不匹配越大，在边界处反射的声音越多。

添加一层材料厚度为入射波波长的四分之一可以减少反射量。这是应用于相机和眼镜镜片的抗反射涂层背后的原理。虽然光学光具有数百纳米的波长，但是仅需要几个原子厚度的薄涂层，可听声波可以是几米长。

即使它只是声音波长厚度的百分之一，而不是传统的四分之一，超材料仍然传输声音。

加州蒙特雷海军研究生院的物理学家奥列格·戈丁说：“这是一次试验示范，”他没有参与这项研究。“但我对其用途的建议和含义印象不深。这是一厢情愿的想法。“

研究人员必须克服的一个主要问题是设备无法传输以一定角度撞击表面的声音。在实验室中，设备在管中进行测试 - 实际上是单向环境。但是在湖泊或海洋的广阔表面上，该装置将限于从其正下方的小区域传输声音。另外，超材料限于发送窄频带。超出该范围的噪声像往常一样反射出水面。

尽管如此，科学家仍然对下一步工作持乐观态度，甚至提出这些设备可以协同工作。

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