聲音的反射

如何避免回聲泄露你的位置

在希臘神話中，?？桑‥cho[1]）是個山間仙女，由于受到懲罰，她不能自己說話，只能重復別人的話。如今，科學準備要讓這個小仙女完全失去發(fā)聲的能力。由北卡羅來納州杜克大學史蒂文·坎默（Steven Cummer）博士率領的一個物理學家團隊計劃設計一種外殼來阻止物體發(fā)出的聲音被反射。這種設備可以幫助潛艇藏匿。

被用來偵測潛艇的“聲納”技術利用的是一個傳送裝置和一個接受裝置，前者用來發(fā)射聲波——通常為一種獨特的“鐺鐺”聲；后者則用來監(jiān)聽回聲?；芈曇馕吨形矬w存在，而從發(fā)出聲音到收到回聲所用時間的長短意味著與該物體距離的遠近。再發(fā)射一次聲波就能計算出該物體的方向、移動速度和具體位置。

但坎默博士計劃為潛艇設計一個外殼，能讓聲波在遇到潛艇后繼續(xù)傳播，就好像潛艇根本不存在一樣。該想法依靠的是制造這種外殼所用材料的兩個特性——密度和“體積模量”，后者是衡量物體彈性的一個標準。按道理應該可以定制出一種外殼，讓聲波形成一定的彎曲從而無法產(chǎn)生回聲。這種設計還應避免將聲音吸收掉，以免讓聲音產(chǎn)生“陰影”。

坎默最近在《物理評論通訊》（Physical Review Letters）周刊上發(fā)表的方法與倫敦帝國理工學院（Imperial College, London）教師約翰·彭德里（John Pendry）為阻擋光波所設計的隱形外殼類似（彭德里也是新發(fā)表的這篇論文的作者之一）。但這臺聲學設備比那臺光學設備擁有獨特的優(yōu)勢。制作隱形外殼很費技巧，因為只有在一定波長范圍內(nèi)設備才能發(fā)揮作用。比如，披上這種外殼的飛機或許對人眼來說是看不見的，但借助無線電波的雷達卻能發(fā)現(xiàn)。