暗聲學超材料研究

摘要： 由于普通材料的固有耗散在低頻區(qū)域的微弱性,長久以來,低頻聲波的衰減一直都是一個頗具挑戰(zhàn)性的任務.為了能夠在100—1000Hz范圍內(nèi)完全吸收某些頻率的低頻聲波,文章作者設(shè)計了一種薄膜型的暗聲學超材料樣品:它是由在彈性薄膜上鑲嵌有一些非對稱性的硬質(zhì)金屬片而制成.實驗表明,該樣品在低頻區(qū)域幾乎能夠百分之百地吸收聲波,而在共振吸收頻率處,空氣中的聲波波長要比薄膜的厚度大3個數(shù)量級以上.當共振發(fā)生時,硬質(zhì)金屬片的"拍動"導致很大的彈性曲率能量聚集在金屬片的邊界附近.由于薄膜的拍動模式與聲波的輻射模式僅存在微弱的耦合作用,而彈性薄膜的整體能量密度又比入射聲波的能量密度大2—3個數(shù)量級,該樣品本質(zhì)上是一個開放的共振腔,這也是它能夠高效地吸收低頻聲波的原因所在. （共9頁）