Пластиковая конструкция разделяет белый шум на полосы, предлагая новую форму акустического контроля
Для этого нового вида радуги не нужен ливень она состоит из звуков.
Обычная радуга разделяет световые волны разных оттенков, или длин волн. Различные цвета, из которых состоит солнечный свет, расходятся в небе веером. Теперь пластиковое устройство странной формы делает то же самое со звуковыми волнами. Он направляет различные длины волн, составляющие белый шум, в различные области вокруг устройства. По сути, это создает акустическую радугу.
Пояснение: Понимание волн и их длин
Расмус Кристиансен является частью команды, которая описала новое изобретение 13 июня в журнале Science Advances. Кристиансен, физик, работает в Техническом университете Дании. Он расположен в Конгенс-Люнгбю.
По словам его группы, подобные инструменты можно было бы использовать для самых разных целей. Например, с их помощью можно было бы управлять акустикой помещения, направляя определенные частоты в звукопоглотитель.
Отличная идея
Новое устройство было разработано на основе строения человеческого уха. Наружное ухо не разделяет шум на звуковые группы. Но это помогает людям определить, откуда исходят различные частоты.
Источник, расположенный в центре устройства, издает шумы частотой от 8 до 13 килогерц. Они звучат как очень высокие ноты. (Самая высокая нота на пианино составляет около 4 килогерц.) Ориентация на эти частоты позволила исследователям сохранить свой генератор акустической радуги небольшим. Он размером с человеческое ухо. Для обработки более низких нот он должен быть больше. Устройство работает благодаря небольшому количеству колонн неправильной формы. Эти колонны отражают звуковые волны таким образом, что их пути пересекаются или интерферируют. Когда волны интерферируют, они могут усиливать или нейтрализовывать друг друга. Результатом этого сложного танца является то, что звуковые волны разной высоты усиливаются в разных местах вокруг устройства.
Услышь радугу
<загрузка iframe="ленивый" заголовок="Услышь радугу | Новости науки" width="500" height="281" src="https://www.youtube.com/embed/AwlEGQPRfmQ?feature=встроено" frameborder="0" allow="акселерометр; автозапуск; запись в буфер обмена; зашифрованный носитель; гироскоп; картинка в картинке; веб-доступ" referrerpolicy="строгий исходный код при перекрестном источнике" allowfullscreen>
Акустический rainbow распространяет различные тона, из которых состоит белый шум, в разные места. В этой симуляции вы можете услышать пример, в котором устройство вращается относительно слушателя (красная точка).
Трудности проектирования
Создание конструкции, способной создавать акустическую радугу, является сложной задачей. Почему? Потому что манипулирование звуковыми волнами различной длины волны — это такой сложный процесс.Чтобы преодолеть эту проблему, группа Кристиансена разработала так называемый обратный дизайн.Сначала они использовали компьютерную модель, чтобы увидеть, какое поле звуковых волн создаст тот или иной дизайн. Затем они сравнили полученный результат с акустической радугой, к которой стремились. Они продолжали совершенствовать свой проект, пока его звуковое поле не стало соответствовать радуге.
После того, как дизайн был доработан, на 3D-принтере был создан прототип. Лабораторные тесты показали, что это работает так, как задумывалось.
Элементы внутри устройства могут показаться “очень случайными или странными на вид”, — говорит Кристиансен. “Но они действительно хорошо выполняют свою задачу, потому что были созданы специально для обеспечения именно того, о чем мы просили”.
