动态质量密度和声学超媒体
WWw。复合介质的质量密度通常被认为是其各种成分的质量密度的体积平均值。体积平均质量密度通常用于计算长波长极限处的声波速度,其中波长远大于复合介质中的特征尺度。作者通过严格的数学推导证明,用于计算波速的动态质量密度(在长波极限处)与静态平均质量密度有显著差异。这一发现与最近的实验结果符合得很好,并使声学超材料的实现成为可能。两种质量密度差异的物理根源在于波场中复合介质中组分间的相对运动。也就是说,复合介质中所有组分在长波长极限下同相运动的隐含假设将不再正确,尤其是当各组分的声阻抗相差很大时。实验和理论表明,局部共振声学材料的动态质量密度甚至会变为负值。本文讨论了这一发现的物理意义及其在声学超材料领域的应用。



