沐浴時(shí)不小心被泡沫蓋住了耳朵,仿佛一下子失去了“聽(tīng)力”,每個(gè)人或許都曾遇到這樣的情況。表面輕盈的肥皂泡可以隔音?法國(guó)研究人員的一項(xiàng)最新研究成功解釋了聲音進(jìn)入肥皂泡后是如何減弱的。
用手敲敲墻面,就能根據(jù)聲音判斷墻是空心還是實(shí)心。傳統(tǒng)的聲學(xué)研究方法與其類似:將聲波發(fā)送到某一材料當(dāng)中,通過(guò)分析聽(tīng)到的聲音推斷該材料在傳聲方面的特性。然而,科學(xué)家始終未能揭開(kāi)聲波在肥皂泡中的傳播機(jī)理。原因在于肥皂泡本身極易消逝,聲波很難通過(guò)傳統(tǒng)研究方法被傳送其中。
來(lái)自法國(guó)國(guó)家科研中心、巴黎第七大學(xué)和雷恩物理學(xué)院的物理學(xué)家們?cè)谧钚乱黄趪?guó)際權(quán)威物理學(xué)期刊《物理評(píng)論快報(bào)》上報(bào)告說(shuō),泡沫中的氣體占其體積的90%,其余為兩種形式的液體,即氣泡壁和相鄰氣泡壁間夾帶的液體溝;不同頻率的聲波進(jìn)入肥皂泡后的傳播情況有所不同。
研究人員解釋說(shuō),聲波帶來(lái)的氣體震動(dòng)會(huì)引起兩種泡沫結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)使用低頻聲波時(shí),泡沫的氣泡壁和液體溝都向同方向移動(dòng),聲音傳播的速度很慢,約每秒30米,不會(huì)被泡沫隔絕;當(dāng)使用高頻聲波時(shí),音速提高(約每秒220米),僅會(huì)造成氣泡壁的運(yùn)動(dòng),聲音可以穿透泡沫。然而,當(dāng)使用范圍較大的中等頻率聲波時(shí),氣泡壁的運(yùn)動(dòng)方向會(huì)與聲波帶來(lái)的氣體移動(dòng)方向完全相反,(即氣體向左推擠氣泡壁時(shí),氣泡壁卻向右運(yùn)動(dòng),因而不會(huì)造成液體溝的移動(dòng)),聲音會(huì)被完全封鎖在氣泡當(dāng)中,形成了泡沫的隔音效果。
泡沫在人類日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,特別是礦業(yè)和石油工業(yè)。法國(guó)物理學(xué)家的這項(xiàng)研究成果將對(duì)研發(fā)用于檢測(cè)泡沫質(zhì)量的聲學(xué)探測(cè)儀等研究工具有重要意義。
欄目導(dǎo)航
內(nèi)容推薦
更多>2020-03-20
2019-06-05
2019-03-05
2018-10-10