聲學超常材料的等效負材料特性探討

Abstract

在自然界中，質量密度和楊氏模數為描述材料的基本物理性質，其值都是大於零，但人造結構所形成的物質可以實現小於零的材料參數，而這些特殊的物理性質可以有?多可能的應用，如雙負聲學超常材料可以達成負折射現象或次波長成像，而單負聲學超常材料可以應用在聲波或彈性波濾波器。 近年來學者專注於研究聲學超常材料的負質量以及負楊氏模數，而本文主要在研究含次結構的彈簧質量塊週期系統，探討其等效系統，並探討其能量傳遞與波衰減機制，發現在當波傳頻率大於次結構的共振頻率，將其等效質量或等效彈簧常數值為負，且波無法在週期系統中進行傳遞，嘗試結合等效負質量及等效負彈簧常數的彈簧質量塊週期系統，期望可以達到雙負聲學超常材料，但卻發現在等效負質量及等效負彈簧常數的頻率重合區，並沒有觀察到波傳遞的行為。 此外，本研究提出一含次結構的彈簧質量塊週期系統設計，主要在用於增加能隙，可作為寬能隙的濾波器，本文探討兩種不同設計，第一種是學者所提出的採用多重次結構週期系統，結合不同次結構的共振來達到能隙範圍的增加，第二種為本研究所提出採用雙原子系統的概念加入次結構，彈簧質量塊組合與多重次結構完全相同，經比較兩種週期系統設計皆對波的吸收有效果，但第二種設計有明顯較寬的能隙。

Date of Award	2014 Sept 3
Original language	Chinese
Supervisor	I-Ling Chang (Supervisor)