Акустическое зеркало

Акустическое зеркало — пассивное устройство, используемое для отражения и фокусировки (концентрации) звуковых волн . Параболические акустические зеркала широко используются в параболических микрофонах для улавливания звука с больших расстояний, используемых для наблюдения и репортажей о спортивных мероприятиях на открытом воздухе. Пары больших параболических акустических зеркал, которые функционируют как « шепчущие галереи », выставлены в научных музеях для демонстрации фокусировки звука.

В период между мировыми войнами , до изобретения радара , параболические звуковые зеркала экспериментально использовались в качестве устройств раннего предупреждения военными силами противовоздушной обороны для обнаружения приближающихся самолетов противника, прислушиваясь к звуку их двигателей.

Во время Второй мировой войны на побережье южной Англии строилась сеть больших бетонных акустических зеркал, но проект был отменен из-за разработки радиолокационной системы Chain Home . Некоторые из этих зеркал стоят до сих пор. ^{[ 1 ]}

Акустическое обнаружение самолетов

Перед Второй мировой войной и изобретением радара акустические зеркала были построены в качестве устройств раннего предупреждения вокруг побережья Великобритании с целью обнаружения приближающихся самолетов противника по звуку их двигателей. Самые известные из этих устройств до сих пор стоят в Денге на полуострове Данджнесс и в Хайте в Кенте . Другие примеры существуют в других частях Великобритании (включая Сандерленд , Редкар , Боулби , Килнси и Селси Билл ) и Бахар-ик-Кагхак на Мальте . Мальтийское звуковое зеркало известно как «ухо» ( иль-Видна ).

Зеркала Дандженесса, известные в просторечии как «слушающие уши», состоят из трех больших бетонных отражателей, построенных в 1920–1930-х годах. Их экспериментальный характер можно определить по разным формам каждого из трех отражателей: один представляет собой длинную изогнутую стену высотой около 5 м (16 футов) и длиной 70 м (230 футов), а два других представляют собой тарельчатые конструкции примерно 4–5 м (13–16 футов) в диаметре. Микрофоны , расположенные в фокусах отражателей, позволяли слушателю улавливать звук самолетов далеко над Ла-Маншем . Отражатели не параболические, а на самом деле представляют собой сферические зеркала. ^{[ 2 ]} Сферические зеркала можно использовать для определения направления, перемещая датчик, а не зеркало; еще одним необычным примером стала обсерватория Аресибо . ^{[ 3 ]}

Акустические зеркала имели ограниченную эффективность, а возрастающая скорость самолетов в 1930-х годах означала, что к моменту обнаружения они уже будут слишком близко, чтобы их можно было атаковать. Развитие радара положило конец дальнейшим экспериментам с этой техникой. Тем не менее, были и долгосрочные выгоды. Программа акустического зеркала, возглавляемая доктором Уильямом Сэнсомом Такером , дала Британии методологию использования взаимосвязанных станций для определения положения противника в небе.

Разработанная ими система для связи станций и построения графика движения самолетов была передана первой группе радиолокаторов и способствовала их успеху во Второй мировой войне.

Современное использование

Параболические акустические зеркала, называемые «шепчущими тарелками», используются в качестве совместных экспонатов в научных музеях для демонстрации фокусировки звука. Примеры находятся в We The Curious в Бристоле , Научном центре Онтарио в Альбукерке , ¡Explora ! , Научный центр Мэриленда Оклахома-Сити, в Балтиморе, Музей науки Сан-Франциско Оклахома, Эксплораториум , ^{[ 4 ]} Музей науки Миннесоты , Музей науки и промышленности в Чикаго , Тихоокеанский научный центр в Сиэтле, обсерватория Джодрелл-Бэнк , научный центр Сент-Луиса , обсерватория Паркса в Австралии и на лужайке северного кампуса Университета штата Северная Каролина .

Пара антенн, обычно диаметром от 2 до 3 м (от 7 до 10 футов), устанавливается лицом друг к другу на расстоянии примерно ста метров. Человек, стоящий в фокусе одного, может слышать другого человека, говорящего шепотом в фокусе другого, несмотря на большое расстояние между ними.

Параболические микрофоны используют параболическую антенну, которая отражает звук, идущий с определенного направления, в микрофон, расположенный в фокусе. Они чрезвычайно направлены: чувствительны к звукам, исходящим с определенного направления. Однако они, как правило, плохо воспроизводят басы, поскольку тарелка, достаточно маленькая, чтобы ее можно было носить с собой, не может фокусировать длинные волны (= низкие частоты).

Небольшие портативные параболические микрофоны используются для записи звуков дикой природы, таких как пение птиц, в транслируемых по телевидению спортивных мероприятиях, чтобы улавливать разговоры игроков, например, в толпе во время игр в американский футбол, или для записи звуков спорта, а также при аудионаблюдении . записывать речь без ведома говорящего.

Локации

Известно, что зеркала акустического обнаружения самолетов были построены на:

Денге , Кент
Abbot's Cliff , Кент (по ссылке на сетку ОС TR27083867)
Булби , Йоркшир
Дувр , Кент, в Fan Bay (ссылка на сетку ОС TR352428)
Хартлпул , графство Дарем, в районе Клаверинга.
Хит, Кент
Мальта - на Мальте планировалось пять звуковых зеркал, пронумерованных в алфавитном порядке, но Магтаб известно, что была построена только стена :
- А. Иль-Видна , «ухо»: Магтаб
- Б. Зонкор
- C. Этот Карач
- Д. Та Зура
- Э. Мерхла
Джосс Гэп, Кент
Килнси , Йоркшир
Лерос , Греция
Редкар , Йоркшир
Сихем , графство Дарем
Селси , Сассекс – переоборудован в резиденцию
Сандерленд , Намей Хилл (ссылка на сетку ОС NZ38945960). ^{[ 5 ]})
Уорден-Пойнт, остров Шеппи , Кент – зеркало Уорден-Пойнт, расположенное на вершине скалы, упало на пляж примерно в 1978–1979 годах.

Современные акустические зеркала, созданные для развлечений

Пеннипот, Королевский военный канал
Загородный парк Уот Тайлер , недалеко от Питси , Эссекс — современная скульптура в виде функциональных звуковых зеркал.
Кирпичный завод (штат Северная Каролина) - Северная Каролина кампус Университета штата
На Дискавери-Грин в центре Хьюстона есть скульптура из известняка под названием «Слушающие сосуды». ^{[ 6 ]}
Очень большой массив - в Центре для посетителей округа Сокорро, штат Нью-Мексико, есть пара блюд из «шепчущей галереи».

См. также

Акустическая локация
Звуковая дальнометрия для артиллерийского использования
Параболический микрофон
Шепчучая галерея
Волна шепчущей галереи

Ссылки

↑ Бетонные блоки, которые когда-то защищали британский веб-сайт BBC News, 7 января 2019 г.
^ DrPhysics.com. «Звуковые зеркала» . Проверено 8 июня 2010 г.
^ Обсерватория Аресибо - прошлое, настоящее и будущее. Архивировано 27 апреля 2011 г., в Wayback Machine.
↑ Exploratorium» «Суды для прослушивания Выставка . Архивировано 7 августа 2007 г., в Wayback Machine.
^ Городской совет Сандерленда. «Акустическое зеркало раннего предупреждения Первой мировой войны на холме Нэми» . Проверено 14 января 2011 г.
^ «Суда для прослушивания — Дискавери Грин, Хьюстон, Техас» .

Дальнейшее чтение

Скарт, Ричард Ньютон (2017). Эхо с неба . Бромли: Независимые книги. ISBN 978-1872836171 .

Внешние ссылки

Акустические зеркала в Великобритании
Военные акустические локаторы
Подземелья Уайт-Клиффс: дополнительная информация о различных оборонительных сооружениях Восточного Кента.
Информация для посещения британских (и мальтийских) звуковых зеркал

[1] Бетонные блоки, которые когда-то защищали британский веб-сайт BBC News, 7 января 2019 г.

[2] DrPhysics.com. «Звуковые зеркала» . Проверено 8 июня 2010 г.

[3] Обсерватория Аресибо - прошлое, настоящее и будущее. Архивировано 27 апреля 2011 г., в Wayback Machine.

[4] Exploratorium» «Суды для прослушивания Выставка . Архивировано 7 августа 2007 г., в Wayback Machine.

[5] Городской совет Сандерленда. «Акустическое зеркало раннего предупреждения Первой мировой войны на холме Нэми» . Проверено 14 января 2011 г.

[6] «Суда для прослушивания — Дискавери Грин, Хьюстон, Техас» .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]