Nasıl Çalışır: Gürültü Önleyici Kulaklıklarınızın Bilimsel Sihri

Kulaklığınızı takıp bir düğmeye basıyorsunuz ve BOOM! Ofis uğultusu, uçak motoru gürültüsü veya trafik gürültüsü neredeyse tamamen kayboluyor. Bu sihir değil; Aktif Gürültü Önleme (ANC) adı verilen bir fizik ve mühendislik harikası. Bu küçük teknolojik mucizenin nasıl çalıştığını açıklıyoruz.

Her şeyin anahtarı "yıkıcı girişim" adı verilen bir kavramda gizlidir. Bunu anlamak için öncelikle sesin ne olduğunu hatırlamalıyız: havada yayılan dalgalar. Her dalganın tepe noktaları (yüksek noktalar) ve vadileri (düşük noktalar) vardır.

Gürültü önleyici kulaklıklar inanılmaz bir hızla üç şey yapar:

1. Dışarıyı dinlerler: İşitme cihazlarının dış tarafındaki küçük mikrofonlar etrafınızdaki ortam gürültüsünü (istenmeyen ses) alır.
2. "Gürültü önleyici" bir dalga formu oluştururlar: İşitme cihazının içindeki bir çip, bu ses dalgasını analiz eder ve saniyenin çok kısa bir bölümünde, orijinalinin birebir aynısı olan yepyeni bir ses dalgası formu üretir. Yani, gürültü dalgasının bir tepe noktası varken, "gürültü önleyici" dalga formunun bir vadisi vardır ve bunun tersi de geçerlidir.
3. Her iki dalgayı da yeniden üretirler: İşitme cihazları, dışarıdaki gürültü kulağınıza ulaştığı anda aynı anda "anti-gürültü" dalgasını yeniden üretir.

İşte sihir tam da burada gerçekleşir. Gürültü dalgasının tepe noktası, anti-gürültü dalgasının vadisiyle karşılaştığında, birbirlerini yok ederler. Sonuç sessizliktir. Matematiksel olarak, gürültü dalgası X ise, işitme cihazları -X dalgasını oluşturur. İkisinin toplamı X+(−X)=0'dır.

Aktif gürültü engelleme, uçak motoru, klima veya tren uğultusu gibi sürekli, düşük frekanslı sesleri ortadan kaldırmada olağanüstü derecede iyidir. Bunun nedeni, bunların öngörülebilir sesler olması ve çipin mükemmel gürültü engelleme dalga formunu üretmek için zamana sahip olmasıdır.

Yanınızdaki bir konuşma veya bir köpeğin havlaması gibi ani, tiz seslerde daha az etkili çalışır. Bu sesler, sistemin tamamen iptal edemeyeceği kadar hızlı ve öngörülemezdir.

Yani bir dahaki sefere kulaklığınızla dünyayı kapattığınızda bunun bir büyücülük olmadığını, kulaklarınızın içinde gerçekleşen küçük ve zarif bir uygulamalı fizik senfonisi olduğunu bileceksiniz.