يجد العلماء استخدامًا عمليًا رائعًا لكرات بينج بونج: ScienceAlert

أثبتت دراسة جديدة أنه إذا وجدت نفسك منزعجًا من الأصوات الحضرية منخفضة التردد – مثل حركة المرور والطائرات وأصوات المدينة الأخرى – فإن كرة بينج بونج المتواضعة توفر طريقة منخفضة التكلفة لحجبها.

من المعروف أن الضوضاء منخفضة التردد سيئة لصحتنا، ولكن من الصعب أيضًا حجبها. غالبًا ما يأتي من اتجاهات متعددة، ولا يتم حجبه بالجدران والهياكل بنفس الطريقة التي يتم بها منع الضوضاء عالية التردد.

ولمكافحة الضوضاء منخفضة التردد، استخدم باحثون من جامعة ليل في فرنسا والجامعة التقنية الوطنية في أثينا في اليونان كرات بينج بونج مرنانات هيلمهولتز; حاويات مصممة خصيصًا لاستيعاب ترددات صوتية معينة.

سميت هذه الأجهزة على اسم الفيزيائي الألماني الذي صنع مرنان هيلمهولتز الأصلي، هيرمان فون هيلمهولتز، وتتكون الأجهزة من غرفة فارغة، مثل كرة بينج بونج، مع فتحة صغيرة.

“كرات البينج بونج هي أشياء معروفة تُستخدم يوميًا، وموجودة بأعداد كبيرة في جميع أنحاء العالم،” يقول الفيزيائية روبين سابات من جامعة ليل.

“كان دافعنا هو استخدام هذه الأشياء التي يسهل الوصول إليها لإنشاء هيكل لوحة عازلة منخفضة التردد. وبالتالي، تقدم كرات بينج بونج بديلاً اقتصاديًا للعوازل الصوتية من حيث التكلفة المنخفضة وإعادة التدوير المحتملة.”

كما يوحي الاسم، تعمل مرنانات هيلمهولتز من خلاله صدىومطابقة ذبذبات الموجات الصوتية من أجل امتصاصها. يحدد حجم الحاوية وحجم الفتحة تردد الصوت الذي يمكن أن يمتصه الرنان.

بينما كانت مرنانات هيلمهولتز تمت دراستها على نطاق واسع في السابق، أراد الباحثون النظر في كيفية عملهم وتفاعلهم عندما يتم دمجهم لتكوين سطح صوتي صوتي؛ مواد مصممة خصيصًا للتعامل مع الموجات الصوتية بطرق مختلفة.

تبين أن هذا الجمع أو الاقتران يزيد من عدد ترددات الرنين التي يمتصها السطح الصوتي لكرة بينج بونج. بمعنى آخر، يمكن حجب المزيد من الصوت باستخدام رنانات هيلمهولتز المتعددة معًا.

“يتمتع مرنان هيلمهولتز بقدرة فريدة على التقاط الموجات الصوتية المحيطة بدقة عند ترددها الطبيعي ويمكن تمثيلها على شكل تجاويف متصلة ببيئتها عبر رقبة ضيقة.” يقول سابات.

“كانت أصالة العمل هي النظر في تأثير الاقتران بين مرنانين، مما يؤدي إلى حدوث ترددي رنين.”

باستخدام مزيج من النمذجة الرياضية والتجربة الفعلية، أظهر الباحثون الطريقة التي تتفاعل بها الموارد البشرية المتعددة مع بعضها البعض للتحكم في الترددات الصوتية التي يتم حظرها.

وعلى الرغم من عدم وجود أي اختبار ميداني واسع النطاق لكرات بينج بونج التي تحجب أصواتًا معينة، إلا أن هناك إمكانية لاستخدام هذه الأشياء الموجودة في كل مكان وبأسعار معقولة في الحماية من التلوث الضوضائي – وأكثر من ذلك.

“إن إمكانات هذا السطح الخارق تمتد إلى ما هو أبعد من عزل الصوت” يقول سابات. “ويمكن توسيعها لتحقيق وظائف مختلفة مماثلة للأسطح الخارقة الأخرى.”

“تشمل هذه الوظائف التركيز الصوتي، وانعكاس الصوت غير التقليدي، ومعالجة نقل الصوت، والمزيد.”

وقد تم نشر البحث في مجلة الفيزياء التطبيقية.