声学冰箱

最近,由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室物理学家约翰·惠特利领导的研究组正在研制一种世界上最独特的冰箱.这种冰箱既不需要压缩机,也不需要电动机或是结构复杂的管道装置,因为这种实验性冰箱只不过是用声波来产生低温的. 这种声学冰箱的结构非常简单.目前的试制模型只不过是一个内部装有一些长方形玻璃纤维板的3英尺长的圆筒.向圆筒内注入氦气或其他气体,将一端作永久性封闭,并在另一端用一弹性薄膜加以密封.该薄膜上装有磁铁、音圈和导线,实际上就是一只扬声器,它可迅速振动并将声波送入圆筒内.在这种情况下,筒内的状态开始发生变化.     

声音可作为热机动力

美国研究人员说：声音可在未来的热机中起关键作用。新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究小组已经开发出一种环保热机，用声波作动力。新型热机由钢管制成，造价低廉，定名为热声斯特灵热机。热机由一个细长的棒球拍形状的共振腔外加一个充当把手的卵形仓构成，热机内充满压缩氦气，当热作用在“把手”上时，声能便以声波形式产生，可驱动活塞发电。这个研究小组也在研制能使冰箱致冷的类似装置。这种热机的发明家之一斯科特·巴克豪斯（ScottBackhaus）说：普通热机受热力学原理制约，结构复杂。典型具有效的热机是电站用的巨大的汽轮…     

声振动对秀丽隐杆线虫转向行为的影响

秀丽隐杆线虫是一种典型的模式生物,且其神经系统对光、电、热梯度以及化学药物等有反应.本文报道了声振动对线虫转向行为影响的研究.建立了一套实时的声波作用线虫的电脑成像系统,实现拍摄并统计分析指定区域内多条线虫的行为;基于粒子追踪与形状分析算法,量化线虫行为;利用OFV-5000模块化激光测振系统测量培养基在声波作用下的振动;通过改变声波的位移振幅及频率等参数探讨声振动对线虫转向行为的影响.定义声感系数来衡量线虫转向行为受声振动影响的大小.实验结果表明:秀丽隐杆线虫可以感受到声振动,并且对声振动具有一定的适应性;相对于野生型线虫N2,机械力感觉神经元存在缺陷的突变体线虫mec-4,mec-7对声振动的响应减弱,表明机械力感觉神经元参与了对声波的感应;对于同一频率的声波,位移振幅的增加刺激了线虫的转向行为;但在固定位移振幅下,随着频率的升高,线虫的转向行为呈现先增强后减弱的趋势.本文的工作为进一步探究声波对线虫神经系统的作用并用于治疗神经系统疾病奠定了理论及实验基础.     

现代人音乐疗法趣谈

音乐疗法,是通过生理和心理两个方面的途径来治疗疾病.一方面,音乐声波的频率和声压会引起生理上的反应.音乐的频率、节奏和有规律的声波振动,是一种物理能量,而适度的物理能量会引起人体组织细胞发生和谐共振现象,能使颅腔、胸腔或某一个组织产生共振,这种声波引起的共振现象,会直接影响人的脑电波、心率、呼吸节奏等.     

现代人音乐疗法趣谈

音乐疗法，是通过生理和心理两个方面的途径来治疗疾病。一方面，音乐声波的频率和声压会引起生理上的反应。音乐的频率、节奏和有规律的声波振动，是一种物理能量，而适度的物理能量会引起人体组织细胞发生和谐共振现象，能使颅腔、胸腔或某一个组织产生共振，这种声波引起的共振现象，会直接影响人的脑电波、心率、呼吸节奏等。     

可以听到心跳的全新声感织物

<正>近日，美国的一个研究团队开发了一种全新的“声感织物”，这种织物材料，不仅能够像麦克风一样“听到”声音，还能像扬声器一样“发出”声音。该研究团队开发了一种称为“预制件”的分层材料块，由压电层和响应声波振动的增强材料成分制成。预制件材料块大约有记号笔那么大，然后被加热并被拉成40米长的细纤维。这种纤维在弯曲或机械变形时会产生电信号，从而提供一种将声音振动转换为电信号的方法。这种柔性纤维被编织成织物时，也能够像海洋中的海藻一样，任意弯曲。     

比太阳热的气泡

比太阳热的气泡ＬａｗｒｅｎｃｅＡ．Ｃｒｕｍ著君沛译用一股声波冲击水，就有绝细的气泡产生。这种令人惊讶的现象有着巨大的潜在价值取一缸水，让声波通过，嘿！奇怪，有光放出来了。这是怎么发生的呢？首先，可见光的能量比声波能量高得多，要把声转变为光，就必须把声...     

超声波再谱新曲

人类的听觉感受范围在10千赫至20千赫之间,而超声波的振动频率在20千赫以上,在人类听觉所能接收的范围之外,所以我们无法听到。而它为人类所提供的帮助也是在悄无声息中进行,比如,早在19世纪就已为人们所掌握的超声波扫描诊断装置等。超声波与普通声波一样传播途中遇障碍物会反射回来,蝙蝠之所以能在黑夜里捕捉飞虫,又不至于到处碰壁就是因为巧妙利用了超声波为自己导航。与声波相比它的特性在于会使物体产生振动。     

清洗细长管内壁用新型大功率超声辐射器——棒锥形超声辐射器

对细长管或深孔内壁的超声清洗,要求特殊的超声辐射器,把声波有效地传送到管或孔内。文献[1]提出了两种方法:采用弯曲振动长杆和纵向振动长杆。采用纵向振动长杆作为辐射器时,作为辐射面的只是其一个端面。因此辐射面积小,超声振动系统的电声效率低。另外,还要求辐射端面在整个清洗范围内移动,所以清洗时间长,操作不便。我们对此种纵振长杆辐射器作了改进,即在其侧面加工出许多锥形辐射面,得到一种新型辐射器——棒锥形超声     

声生态学及其启示

正声音是我们每个人都熟悉的东西。声学是物理学中的一个传统领域,研究声音的物理性质,比如振动如何产生声波,声波如何在媒介中传播,声波的频率、强度、速度,等等。然而,我们对于声音的感知,或者推而广之,动物对于声音的感知,还有超出以上性质的很多问题。有一个有趣的问题:"在一个没有人的地方,有没有声音?"简单来说,这里的"声音"可以有两种含义。一个含义是客观的声音本身,     

石墨烯热致发声器件的新进展

<正>热致发声器是一种基于焦耳热直接转换为声波的能量转换器,其工作原理是对介质(如空气,水等)中的导体施加交变电流,产生周期性变化的焦耳热脉冲,使周围介质发生周期性膨胀,从而产生声波,即热致发声.热致发声器具有频响范围宽、无需振动元件的显著特点,在模拟发声、三维成像等领域具有潜在的应用.因此,近年来受到人们的广泛关注.南京航空航天大学纳米科学研究所郭万林教授团队以三维泡沫状石墨烯材料构建热声元件,发现其能显著抑制基底热散失,产生高的声压,提高发声效     

野生动物的摄影师

在肯尼亚马萨玛拉国家动物园中的一个角落,一个背包大小的机器人向着一头雄狮走过去,这个机器人实际上是一架照相机。大约在60m之外,威尔.布拉德.卢卡斯站在一辆吉普车中遥控着这台照相机。雄狮低下头审视着来到其身边的怪物,此时只听"咔嚓"一声响,卢卡斯用遥控器按下快门已经拍下了一张狮子的极近距离照片。卢卡斯是英国的野生动物摄影师,想从一个新的视角来观察他的野生动物对象。因此,他用机器人照相机在以更近的距离接近他所要拍摄的动物。在2009年的一次旅行中,卢卡斯利用     

声学计算超材料

尽管数字信号处理器已广泛用于执行复杂计算任务,但仍存在诸多不足,譬如模-数转换器成本高昂、运算复杂度高、低速和高功耗等.出于这个原因,最近人们对基于波的模拟计算产生了浓厚的兴趣.这种计算避免了模-数转换并可以执行大规模并行运算,特别是借助人工设计的超材料,一些对声波进行模拟计算的新方案陆续被提出.这种被称为计算超材料的计算系统,其计算速度可以与波速一样快,尺寸与波长一样小,可以对传入的波包进行复杂的数学运算,甚至可以执行积分、微分方程的计算.这些功能有望实现基于声波传播的新一代超快速、紧凑和高效的计算硬件.本文讨论了声波计算超材料领域的最新进展,调研了用于执行模拟计算的最新的超结构.接着,进一步介绍了声波计算超材料的应用,包括图像处理、边缘检测、方程求解和机器学习.最后,对研究的关键问题和未来可能的方向进行了展望.     

超声管形聚焦式声化学反应器

提出一种新型声化学反应器, 该反应器通过纵振电声换能器激励特定长度的圆管, 使其能有效地将纵向振动转化为径向振动从而向管内辐射超声波, 并在管内聚焦形成高强声场. 管形聚焦式声化学反应器结构简单, 容器壁均可辐射声波, 故电声转换效率高, 其产生的聚焦声场为声化学反应提供了良好的条件. 反应器的长度最大可达2 m, 处理液可连续式通过, 在声化学等液体处理领域有很好的应用前景.     

蜘蛛织网的大智慧

<正>巧妙听到声音人类和大多数其他脊椎动物依靠耳膜将声波压力转化为大脑可以理解的信号，一旦大脑处理了这些信号，就能知道是什么声音、来自哪里、有多响。我们的耳膜是外耳道深端的膜状物，声波经过耳廓进入外耳道，然后振动鼓膜，鼓膜振动就会导致附着在鼓膜上的听骨链发生振动，然后传导到内耳。没有耳膜，世界将是一片寂静。昆虫和蜘蛛这样的动物就没有这样的听觉工具，那么它们是如何听到声音的呢?     

次声波武器

声音是一种波,是由物体的机械振动而产生的。受生理结构所限,人耳只能听到音频范围内的声波。音频之外人耳听不见的声波被称为超声波和次声波。超声波是指20000赫兹以上的声波,次声波是低于20赫兹的声波。     

机器登上历史舞台

当工具能够反复执行同一个动作的时候，就成了机器。当机器能够利用自然的能量产生动力的时候，人类就将摆脱沉重的体力劳动。１８世纪蒸汽机的发明，完成了这个历史性的变革。这种变革首先出现在英国，随后迅速波及全世界。 １７１１年，英国人纽考门发明了一种用水蒸气产生动力的机器。这个机器的主要部分是一个圆柱形的金属桶和一个烧蒸汽的锅炉。桶里有一个可以自由上下移动的活塞，移动的时候活塞的边缘不会漏气。锅炉的蒸汽管通过阀门和圆桶相连，阀门打开的时候，蒸汽推着活塞向上移动，蒸汽充满后关闭阀门，用凉水将圆桶的外壁冷却…     

“听听”海洋是否变暖

今年夏天,一种新的声波将穿越太平洋。这种极其微弱的嗡鸣声是一次重要实验的关键部分。该实验可以推断出大气层中的温室效应气体造成的大气污染是否正在使海洋变暖。该实验依据被称为声学测温法的原理,反复测量某一声波脉冲穿越数千公里海洋所花费的时间。因为在温水中声波传播速度高于在冷水中的速度,所以使用这种方法就可以测出海洋的水温在一段时间内是否逐渐升高。     

一种新型的陶瓷工程材料——夏伦(Syalon)

英国纽卡索(Newcastle)大学的科学工作者于1970年发明了一种新型的陶瓷工程材料—Syalon,目前已由卢卡斯(Lucas)、柯克逊(Cooksoa)、夏伦公司(Syalon)安森(Anzon)技术陶瓷部在欧洲投入生产,美国人和日本人是这种产品的第一批主顾。     

可冷可热的冰箱

这种可冷可热的冰箱的制冷能力相当于一块5千克重的冰块,在中等温度(如20℃左右)时,甚至能使冰块无限期地冰冻着。但只要将冷热转换器一切换,又可使温度上升,使冰箱变成食品加热器,用来热菜或为婴儿热奶。这种冰箱的核心是一种称为"热电阻件"的固体元件,体积只有火柴盒大小,整个冰箱除1台风扇外,其他部件不会磨损或损坏,不受倾斜、撞击或震动的影响。