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「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」

車輛在鳴笛、鄰居在裝修、樓下小孩在練架子鼓……


雜訊綿綿無絕期,


你以為只要捂上耳朵「我不聽我不聽」就夠了嗎?

「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」



這句話,也就是念給自己聽聽吧?


這個時候你一定想靜靜了,

今天有三個「靜靜」,客官你想要哪一個?


文/ 汪東 趙寧 徐堅 黃素逸 任衍鎮 張斌

「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」



1號靜靜:聲學晶體

大家好,我是1號靜靜。我,也沒什麼特別的,就是能讓你聽不到聽不到聽不到!

「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」



近年來,一種全新的複合材料——聲學晶體的出現為我們解決雜訊污染帶來了新的曙光。我們之所以稱其為「晶體」,是因為它具有類似於晶體的周期性變化的結構。聲學晶體是由兩種或兩種以上材料組成的具有周期結構的功能材料。與傳統的隔聲材料相比,聲學晶體具有頻率可設計、針對性強、尺寸小、效果好等優點。經過精心設計,聲學晶體能夠到達完全隔絕雜訊的效果,是一種極佳的隔聲降噪材料。


本靜靜還帶來了才藝展示——做雕塑!

嚴格地說,世界上首個聲學晶體是1977年西班牙藝術家歐塞維奧·森佩雷創作的抽象主義雕塑作品《流動的旋律》。這座位於馬德里的雕塑是由一些垂直管子排列而成的直徑4米的圓陣。森佩雷本人創作時並不清楚它的聲學特性。直到1995年,科學家對其進行測試發現,它只允許一部分頻率的聲波通過,具有聲學晶體的特性。這種聲學特性的關鍵在於管子間的距離。如果入射波的波長和管子間距大致相等,聲波就會發生反射並相互干擾,從而抵消聲波。這座雕塑能夠阻擋頻率在1500~4000赫茲範圍的聲波傳輸,這雖不能隔離交通雜訊,但對於消除鄰居的樂器聲是足夠的。

「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」



聲學晶體雕塑《流動的旋律》

這座獨特的藝術雕塑激發了科學家們對聲學晶體的研究興趣。目前,英國聲學專家正在開發一種可以同時反射和吸收聲波的聲學晶體。它是由許多垂直的長塑料管周期性排列而成,塑料管上縱向分布著狹縫,在管子的內部裝著一根軟橡皮管。這種設計的巧妙之處在於狹縫讓聲波進入管道並引起共振,然後由橡皮管吸收共振產生的能量。此外,管道間的相互共振可以使這種結構的聲學晶體很好地吸收低頻聲波。經測試,這種結構將隔離的聲波頻率範圍拓寬到1000赫茲以下。與此同時,西班牙研究人員按照特定的形狀進行排列,這種形狀的排列比現有結構的降噪效果更好。但是,這種聲學晶體的排列需要佔用很大的空間,放在卧室就顯得太大了,但是用於隔離公路雜訊還是非常理想的。

「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」



2號靜靜:「聲雷」發電機


大家好,我是2號靜靜。來,一張圖認識我。

「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」



利用雜訊發電的「聲雷發電機」


通常,為了減少雜訊對市民健康的危害,一些城市會在公路、鐵路等雜訊源的兩旁安裝上隔音屏。但是,隔音屏的效果並不理想,因為它們只能阻擋雜訊向周邊擴散,而不能有效消除雜訊。為此,英國劍橋大學研究人員對隔音屏進行了研究。結果發現,當雜訊衝擊隔音屏時,隔音屏會產生輕微的振動,從而產生危害性更大的次聲波

「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」



隔音屏


上面那個就是隔音屏了,跟我相比它簡直是弱爆了。所以,隔音屏這個「靜靜」海選時就被淘汰了!


2009年,韓國研究人員利用劍橋大學的研究成果,並利用人耳吸收聲波的原理,製造出了仿照人耳吸收聲音的鼓膜雜訊發電機。研究人員將這種發電機命名為「聲雷」。它的外形像一個盒子,長寬各45厘米,厚8厘米,質量為7千克。發電機內儲存有碳酸鹽、丙烯腈等化學物質,可以將雜訊衝擊波造成的仿生鼓膜的振動能轉化為化學能儲存起來,當它與電器相連時就可釋放出電能


「聲雷」發電機可以利用帶狀的電源線相互串聯在一起,也可以按照需求進行組裝,儘可能地吸收更多的雜訊。它們就像是一些特大號的電池一樣,在需要的時候可以釋放出電能,為手機、電視機和筆記本電腦等電器供電。顯然,把裝有這種「聲雷」發電機的隔音牆建在公路、高鐵兩側,既能吸收交通雜訊,又能將雜訊能轉化成電能,滿足公路、鐵路照明燈、信號指示燈的用電需要。


?

「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」



3號靜靜:白雜訊?


大家好,我是3號靜靜。自我介紹之前,先請上幾個小道具~~

「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」



眼熟不?這些都是手機催眠軟體。雖然我的名字裡帶了「雜訊」倆字,但我們白雜訊可以催眠!


與其他有色雜訊不同的是,白雜訊不但不會影響正常睡眠,反而會誘導甚至改善睡眠。目前較流行的睡眠軟體也印證了這一點。睡眠軟體發出的是一些單調的雜訊,比如規律的滴水聲、敲木魚聲、蛙鳴聲、流水聲等,這些聲音也可稱為白雜訊,對部分人確實有誘導入睡的作用


那麼,為什麼白雜訊能誘導甚至改善睡眠呢?一些專家認為,白雜訊可掩蓋「失眠雜訊」。因為對睡眠干擾最大的雜訊是無任何規律的聲音,而單純、持續規律的聲音反而能起到誘導入睡的作用,它們可以把一些打斷人們正常睡眠的聲音弱化。美國就有一個生動的例子。一個機場附近的居民被雜訊所擾,普遍有失眠問題。當地官員想出了一個方法,利用儀器製造出另外一種規律的、單調的聲音,結果發現居民的睡眠狀況大幅改善。有些家住馬路邊的居民,平時馬路雜訊大,睡眠常受影響。但是,夏天開了空調以後,睡眠卻變得安穩。這正是因為空調發出單調的「嗡嗡」聲,遮蓋住了馬路喧囂的行車聲。也有一些專家認為,白雜訊能使人腦電波發生改變,產生誘導睡眠的α波和深睡眠的δ波,從而快速地誘導和維持睡眠

「我想靜靜!」「客官,這麼多靜靜,你要哪一個?」



哎哎哎,前排的朋友別睡,我還沒說完呢!


目前,關於白雜訊國外也進行了一系列的研究。例如,科學家用猴子做的試驗表明,莫扎特的鋼琴曲會分散猴子的注意力,降低工作能力;而白雜訊反而能提高猴子的注意力,從而提高工作能力。另一項對51名中學生的研究表明,白雜訊對注意力集中的學生的認知功能有損害作用,而對注意力不夠集中的學生的認知功能卻有促進作用。另外,一些經常受到環境雜訊污染的人群會利用白雜訊來幫助他們恢復工作效率,像一些大學生或辦公室工作人員會利用白雜訊來降低施工雜訊對他們注意力產生的不良影響。


——選自《科學畫報》


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