به سروصدای کم فعالیت‌های شهری فکر کنید: ترافیک، هواپیما‌ها و هر صدای دیگری که از بیرون وارد فضا‌های سرپوشیده می‌شود. دانشمندان این سروصدا را نویز فرکانس پایین می‌نامند، و حالا دریافته‌اند که توپ‌های پینگ پونگ یک راه‌حل کم‌هزینه برای حذف آن‌ها هستند.

نویز فرکانس پایین مضراتی برای سلامتی دارد، اما حذف آن دشوار است. این نویز اغلب از جهات مختلف می‌آید و دیوار‌ها و سازه‌ها نمی‌توانند آن را مانند نویز فرکانس بالا مسدود کنند.

برای مبارزه با نویز فرکانس پایین، پژوهشگران دانشگاه لیل فرانسه و دانشگاه فنی ملی آتن در یونان از توپ‌های پینگ پونگ برای ساخت تشدیدگر‌های هلمهولتز استفاده کرده‌اند. تشدیدگر‌های هلمهولتز محفظه‌هایی هستند که برای جذب فرکانس‌های صوتی معینی طراحی می‌شوند.

تشدیدگر هلمهولتز چیست؟

این دستگاه به‌افتخار هرمان فون هلمهولتز (Hermann von Helmholtz)، فیزیکدان آلمانی که اولین نمونه آن را ساخت، تشدیدگر هلمهولتز نامیده می‌شود. این دستگاه یک محفظه خالی، مانند یک توپ پینگ پونگ، و یک بازشدگی کوچک دارد.

تشدیدگر هلمهولتز با مکانیسم تشدید کار می‌کند. این دستگاه با نوسانات امواج موج سازگار می‌شود تا آن‌ها را حذف کند. حجم محفظه و اندازه بازشدگی، فرکانس موج جذب‌شده را تعیین می‌کنند.

تشدیدگر‌های هلمهولتز می‌توانند امواج صوتی محیطی را دقیقاً در فرکانس طبیعی خود به‌دام بیندازند. آن‌ها از طریق سوراخ‌های کوچک خود به‌صورت حفره‌هایی در محیط درمی‌آیند.

درنتیجه می‌توان از آن‌ها برای ساخت یک فراسطح آکوستیک استفاده کرد. فراسطح‌های آکوستیک موادی هستند که برای دستکاری امواج صوتی طراحی می‌شوند؛ مانند پوشش دیوار‌های یک اتاق آکوستیک.

حذف نویز فرکانس پایین با توپ‌های پینگ پونگ

پژوهشگران با ترکیب تشدیدگر‌های هلمهولتز، ساخته‌شده از توپ پینگ پونگ، در یک فراسطح آکوستیک به بررسی عملکرد آن‌ها در ترکیب با یکدیگر و حذف نویز فرکانس پایین پیداختند.

آن‌ها نشان دادند که ترکیب توپ‌های پینگ پونگ می‌تواند باعث شود تا فراسطح آکوستیک تعداد فرکانس‌های بیشتری را جذب کند. به‌عبارت دیگر، با ترکیب چند تشدیدگر هلمهولتز ساخته‌شده از توپ‌های پینگ پونگ می‌توان صدا‌های بیشتری را مسدود کرد.

پژوهشگران با استفاده از شبیه‌سازی‌های کامپیوتری و آزمایش‌های واقعی نشان دادند که چگونه می‌توان با ترکیب توپ‌های پینگ پونگ فرکانس‌های صوتی مختلف را مسدود کرد.

آن‌ها هنوز یافته‌های خود را در یک آزمایش میدانی گسترده آزمایش نکرده‌اند. اما توپ‌های پینگ پونگ اشیائی آشنا و در دسترس هستند و این پتانسیل وجود دارد که بتوان در آینده از آن‌ها برای مبارزه با آلودگی صوتی استفاده کرد.