شرح خبر
كليد صوت (۱۳۹۳/۰۴/۳۱)

فرامواد صوتي، سامانه‌هاي تركيبي هستند كه مي‌توان از آن‌ها براي كنترل امواج صوتي به گونه‌اي استفاده كرد كه براي مواد عادي غير ممكن است. قابليت كاربرد آن‌ها در كاهش نوفه و فن‌آوري‌هاي «كارهاي پنهاني» است. در يك طرح جديد، با تركيب يك قالب الاستيك، عناصر ساختاري و هسته‌هاي فلزي پاسخ صوتي ايجاد مي‌شود كه مي‌توان آن را از طريق ميزان چلاندگي، تنظيم كرد. آزمايش‌هاي با اين فرامواد كه جزئيات آن در فيزيكال ريويو لترز آمده است، نشان مي‌دهد اين ساختار شبيه به يك كليد عمل مي‌كند كه براي يك پهناي خاص از فركانس‌هاي صوتي بسته به ميزان چلاندگي آن اجازه عبور مي‌دهد و يا عبور آن را مسدود مي‌كند.

فرامواد صوتي قابل تنظيم (a) اين پيكربندي شامل واحدهاي تشديدي است. هر مشدد شامل يك هسته فلزي است كه توسط ميله‌هاي الاستيك به قالب متصل شده‌اند. اندازه هر سلول واحد 50 ميلي‌متر است. (b) هنگامي كه ساختار در راستاي عمودي فشرده مي‌شود، خمش ميله‌ها استحكام موثر ساختار را تغيير مي‌دهد و درنتيجه فركانس گاف نواري نيز تغيير مي‌يابد.

فرا مواد صوتي نيز مانند فرامواد اپتيكي عناصر ساختاري را تركيب مي‌كنند و انتشار امواج را با استفاده از گاف‌هاي نواري (پهناي فركانس با ميرايي شديد) تنظيم مي‌كنند. در حال حاضر  اغلب پيكربندي‌هاي فراماده‌ي صوتي، منفعل هستند و در فركانس‌هاي ثابت عمل مي‌كنند. اما توانايي قابل تنظيم كردن آن‌ها، گستره‌ي كاربردهاي ممكن را افزايش مي‌دهد.

P. Wang et al., Phys. Rev. Lett. (2014)

كاتيا برتلدي (Katia Bertoldi) و همكارانش از دانشگاه هاروارد ، يك راهبُرد تنظيم جديد را ارتقا داده‌اند كه بر اساس تغيير شكل مكانيكي ساختار به صورت كلي است. فراماده‌ي صوتي آن‌ها يك قطعه لاستيك سيليكوني با 50 ميلي‌متر ضخامت است كه با يك آرايه از حفره‌ها سوراخ شده است. درون هر حفره يك هسته‌ي مسي است كه در جايش توسط چهار ميله الاستيك نگه داشته شده است. همان‌طور كه در شبيه‌سازي‌ها و آزمايش‌ها نشان داده شده است ، ميكرو ساختارهاي ميله-هسته به صورت مشددهاي صوتي عمل مي‌كنند كه امواج صوتي با فركانس‌هاي حدود 100 هرتز را جذب مي‌كنند. با اين حال، هنگامي‌كه دستگاه به اندازه‌ي چند درصد در راستاي عمودي فشرده شود، خمش ميله‌هاي الاستيك باعث مي‌شود پهناي جذب تشديدي از نظر فركانس افت كند. با چلاندگي بيشتر، فرامواد ديگر به هيچ وجه امواج صوتي را جذب نمي‌كنند، شبيه به كليدي كه در حالت باز قرار گرفته است. يك كليد صوتي مي‌تواند در سامانه‌هاي هوشمند براي كاهش نوسان/نوفه، هدايت امواج صوتي و مدولاسيون فركانس، همچنين تصوير برداري صوتي  نقش داشته باشد.

 

منبع:

Synopsis: Sound Switch

مرجع:

Phys. Rev. Lett. 113, 014301 (2014)

نويسنده:

مايكل اسكيربر (Michael Schirber)

 



نویسنده خبر: آزاده نعمتی
کد خبر :‌ 1488

آمار بازدید: ۲۳۲
همرسانی این خبر را با دوستان‌تان به اشتراک بگذارید:
«استفاده از اخبار انجمن فیزیک ایران و انتشار آنها، به شرط
ارجاع دقیق و مناسب به خبرنامه‌ی انجمن بلا مانع است.»‌


صفحه انجمن فیزیک ایران را دنبال کنید




حامیان انجمن فیزیک ایران   (به حامیان انجمن بپیوندید)
  • پژوهشگاه دانش‌های بنیادی
  • دانشگاه صنعتی شریف
  • دانشکده فیزیک دانشگاه تهران

کلیه حقوق مربوط به محتویات این سایت محفوظ و متعلق به انجمن فیریک ایران می‌باشد.
Server: Iran (45.82.138.40)

www.irandg.com