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新科技用冰塊來加熱熱水

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科技產業資訊室 - 王宣智 發表於 2019年4月19日

圖、 新科技用冰塊來加熱熱水

美國耶魯大學的研究人員在 Nature 期刊上發表了讓聲音只向一個方向流動的新方法,透過雷射裝置改變聲波的強度,實現聲音的單方向流動。
 
在兩個鏡子中間放置一塊柔性的薄膜,當雷射被困在鏡子之間時,光子會在兩面鏡子間反覆移動,在反覆的過程當光子穿過薄膜時,將會施加一股作用力於薄膜,導致造成膜的振動。若是控制雷射光子在薄膜上的作用力,就能夠控制膜的振動,實現增加或降低薄膜的振幅。
 
透過類似的原理,研究人員設計出一種聲波單向傳輸的聲學諧振器的電子設備,實現聲音的單向傳波。在實驗過程,置放兩個聲學諧振器儲存音波,再透過可調整的旋鈕控制雷射光的強弱,依據聲波前進的方向,削弱或加強聲波,最終實現聲音的單向傳波,只能從第一個聲學諧振器傳遞到第二個聲學諧振器。其效果就類似武俠小說中常常提到的傳音入密的武功,聲凝如線,送入對方耳中,而其他人聽不到任何的聲音。
 
研究人員不僅僅將此技術用來控制聲音的傳播,也運用相同的思路來控制熱量波動的行進方向。透過單向聲音技巧,使熱量可以從A點流向B點,即使B點的溫度比A還要高。舉個例子來說,就是將冰塊放入一杯熱水中,研究人員可以透過此技術,讓熱量從冰塊流向熱水,就像用冰塊幫熱水加熱,最終讓熱水的溫度愈來愈高。(510字;圖1)


資料來源:
New Technology Makes Sound Flow In One Direction. SciTechDaily,2019/4/3
Nonreciprocal control and cooling of phonon modes in an optomechanical system. Nature,2019/4/3


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