暗声学超材料研究

作者：梅军; 马冠聪; 杨旻; 杨志宇; 温维佳; 沈平

来源：物理, 2012, (07): 425-433.

• 弹性薄膜
• 声学超材料
• 低频声波的吸收
• 弹性能量密度
• 共振腔 membrane
• acoustic metamaterials
• absorption of low frequency sound
• elastic energy density
• resonant cavity

由于普通材料的固有耗散在低频区域的微弱性,长久以来,低频声波的衰减一直都是一个颇具挑战性的任务.为了能够在100—1000Hz范围内完全吸收某些频率的低频声波,文章作者设计了一种薄膜型的暗声学超材料样品:它是由在弹性薄膜上镶嵌有一些非对称性的硬质金属片而制成.实验表明,该样品在低频区域几乎能够百分之百地吸收声波,而在共振吸收频率处,空气中的声波波长要比薄膜的厚度大3个数量级以上.当共振发生时,硬质金属片的"拍动"导致很大的弹性曲率能量聚集在金属片的边界附近.由于薄膜的拍动模式与声波的辐射模式仅存在微弱的耦合作用,而弹性薄膜的整体能量密度又比入射声波的能量密度大2—3个数量级,该样品本质上是一个...

• 单位
  香港科技大学; 华南理工大学