从能带结构到声波的零/负折射——声学基础教学设计  

From the Band Structure to the Acoustical Zero/Negative Refraction——“Fundamentals of Acoustical”Teaching Design

作　　者：王超[1] 张婷 WANG Chao;ZHANG Ting(College of Electronic and Information Engineering,Nanjing University of Information Science&Technology,Nanjing 210044,China)

机构地区：[1]南京信息工程大学电子与信息工程学院,南京210044

出　　处：《实验室研究与探索》2024年第7期139-142,共4页Research and Exploration In Laboratory

基　　金：安徽省高等学校省级质量工程“六卓越一拔尖”项目(2023zybj073);安徽省高等学校“四新”研究与改革实践项目(2023sx207);江苏省高等教育教改研究立项课题(2023JSJG005)。

摘　　要：针对传统声折射定律在声学人工材料研究领域的不足,引入能带结构理论,阐明声波在不同声学介质界面的传输特性。以二维声子晶体为例,通过理论计算声子晶体的能带结构及对应的等频率曲线,并根据等频率曲线的分布情况分析声波从均匀介质入射到声子晶体中的传输行为。采用有限元方法仿真实验验证声波在常规介质中的正常折射,二维声子晶体中的负折射和零折射现象。To overcome the limitation of the traditional acoustical refraction law,the band structure theory is used to research the artificial acoustic materials.To elaborate the advantage of the band structure theory,the negative and zero refractions in two-dimensional(2D)sonic crystals(SCs)are investigated.Further numerical simulations are operated to verify the negative and zero refractions depicted by the band structure.Combining the scientific frontiers,the students achieve overall understanding of the concept of the acoustical refraction.

关 键 词：能带结构 声波折射 负折射 零折射 

分 类 号：O429[理学—声学]