淺談聲學稜鏡

生活科學趣談

聲學稜鏡:將聲音散成彩虹 – PanSci發布於2017年5月2日

來補充一下相關的影片與圖片,讓各位朋友們能更容易理解這個精彩的發明

影片來源:《New Acoustic Prism Splits Sound Like Optical Prisms Split Light

實驗裝置如下↓

整個結構(紅色虛線部分)安裝在可轉動的木板上。 黃色虛線是正面,有9個半徑較大的孔與二個小孔,這些孔洞是當作漏波用途。藍色虛線是整個結構從背面所見的模樣,有兩個小孔。綠色虛線則是整個結構中的一個單元,中間橘紅色是一片聚亞醯胺薄膜(註:聲波通過此薄膜時,會造成依頻率而異的不同程度之延遲),此薄膜位於兩孔的中間位置。聲音訊號由喇叭發出,麥克風則是從裝置背面的小孔塞入來接收訊號,所有的測量過程都在消音室中進行。

聲學稜鏡的發射模式:
將混有800 Hz~1300 Hz的聲音訊號從導波管右端輸入,高頻的聲音會從較接近聲源的孔中發散出去,低頻則從較遠處的孔中逸散。這就如同光的色散特性,這個結構可以將聲波中的不同頻率分離出來。

聲學稜鏡的接收模式:
將喇叭置於距離木板轉軸4公尺處,由麥克風所拾取的訊號,其頻譜表現出具有帶通濾波( band-pass response)的特性

如上圖所示,由於帶通濾波器的中心頻率取決於入射聲波的角度,分析麥克風所接收到各頻率的功率,即可確定聲源的位置,因此這套設備也具有聲源定位技術的潛力。

資料來源:Acoustic dispersive prism

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