世界上最安静的房间,只能听到自己呼吸和心跳声,安静得让人发疯

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在我们日常生活中总是想寻找安静的地方,特别是生活在城市里的小伙伴们,买房是要选离马路远的房型,家里或者办公室装修要选用多层隔音,还有汽车也要选隔音效果好的等等。总觉得不管在哪里都特别的吵,难得有安静的片刻,这些恼人的噪音总会让人心烦意乱,所以,人们也在不断的想办法来消除噪音。
声波
图片来源:pixabay

当我们觉得哪里都有噪音,并在不断寻找隔离噪音的办法时,试想将你放入一个完全没有噪音的世界将会是这样的体验。有人就制造出了这样一个可以说是“完全安静”的房间,这个叫奥菲尔德实验室,四面都是由特制隔音和吸音材料制成。

据说这个房间可以吸收99.99%的声音,那会是什么样的感觉呢,完全听不到外面的声音,以至于只能听到人体发出的声音,呼吸声,心脏跳动的声音。在这里面呆一会儿,你就会想念外面有噪音的世界,因为太压抑了,有很多人也会去体验一番,但是没有人能坚持超过一小时的。
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经常看到在一些专业录音室或者一些娱乐室中,都会出现一些带波浪或者波峰的海绵,这些海绵被贴在墙上用作降噪消音。在我们的印象中,要阻断声音需要的是密封,坚固以及足够厚的物体来阻挡声音传播,海绵这种柔软多孔隙的物体是怎么实现吸音的呢。
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什么是吸音棉

吸音棉是由纤维组成的一种具有吸音降噪的材料,这些纤维相互交叉缠绕,其内部充满了各种细小不规则的孔隙。吸音棉的种类很多,所以也有很多的别称,如鸡蛋棉,隔音棉,波浪棉,波峰棉,吸音材料以及隔音材料等等。吸音棉不但可以吸音和隔音,还具有隔热,防潮,抗冲击以及防腐蚀等性能,并且通过制造出各种造型的隔音棉,还具有一定的装饰效果。这种具有诸多优点的吸音材料,被广泛的应用于录音室,KTV,播音室,会议室,演播厅以及影剧院等场所的室内装饰。
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噪音是如何产生的要想知道吸音棉是如何阻挡噪音的,首先就要了解噪音是如何产生的,其实,声音的产生就是由物体振动所产生的波,再通过固体,气体或者液体这些介质传播后,被人的耳朵接收到的一种波动现象。在生活中当我们敲门,说话或者发出警笛声时,它们的振动就会在空气中引起空气分子按照一定节奏振动,让周围的空气产生波动变化,形成向外扩散的波,这就是声波的产生过程。

这种声波会一直向外延续,直到振动逐渐减弱并消失为止,这就好像将一块石头扔进水中一样,最中间的波浪最清楚,越往外圈波浪越大但会越模糊,直到最后波浪会完全消失掉。
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怎么消除噪音

人类一直在寻找降低噪音的办法,特别是一些特殊的行业就需要噪音越小越好,通常降低噪音有三种办法。一种方法是在发声的源头上控制噪音,也就是说让发声体减小或者是停止振动,这种办法是从发声源头直接让噪音消失,当直接让发声源停止振动后,就没有办法持续在空气中产生振动。

第二种就是在人接收声音的耳朵处将噪音阻隔在外,例如说带上耳塞就能有效的降低噪音进入人耳的音量,即便是不改变发声源和传播途径,也能够有效降低噪音。

第三种就是让声音在传播过程中通过阻挡,过滤以及吸收等方法,将噪音逐渐降低甚至让其停止传播,例如说在装修中使用的吸音棉,那么这些具有很多孔隙和疏松的吸音棉到底是怎么样实现消音的呢。
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图片来源:pixabay

吸音材料的原理

吸音材料普遍内部都会呈现出大量孔隙结构,当声波传播过来后,就会被分解分别进入到这些孔隙中,进入孔隙的声波还要不断被反射,在这个过程中声波会被逐渐消耗减弱,所以最后通过吸音材料的声音就会大量减少。通常还会见到,使用一些锥形或者鸡蛋型的波峰或者波浪吸音海绵,同样的原理,当声波经过带有造型的吸音材料时,一层层完整的声波首先会被分解掉,被分解的声波又会进入到吸音棉孔隙中,再次被消耗减弱,以达到吸音的效果。
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因为声音在不同介质中传播的速度会不同,在固体中传播速度比气体中更快,所以就开始利用这些原理,将固体与气体相组合来实现隔音降噪,例如说普遍使用的多层中空玻璃。当声波首先通过固体玻璃时会受到阻隔,当进入气体中空层后声波会再次衰减,声波还要再次穿过固体玻璃,可以看出声音要想穿过多层中空玻璃,就需要在不同的介质中传播。在这个过程中声波会不断被阻隔,也就会变得越来越弱,最后穿过这次玻璃的噪音就会减弱很多了。
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其实,也不是什么声音都是有害的,我们常需要通过声音来辨别方向,并且还有一些声音能提高睡眠质量,以至于现在出现了一些APP专门收集各种噪音,用于治疗一些人的失眠。

来源: 制造原理。文中图片截取自Youtube《Vocal Isolation Recording Booth Build Time Lapse - QC Acoustics》《Can Silence Actually Drive You Crazy》;文中gif截取自Youtube《Sound_ Crash Course Physics 》《Principles of Acoustics》。

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