Fisikawan Inggris dari University of Bristol telah mengembangkan levitator akustik yang mampu mengangkat dan menahan benda yang lebih besar dari panjang gelombang dengan sinar ultrasonik tunggal. Penulis mengumumkan percobaan yang berhasil sebulan yang lalu di halaman Physical Review Letters. Rincian penelitian juga telah dipublikasikan.
Menurut fisikawan, mereka berhasil melakukan percobaan, berkat penciptaan pusaran akustik, yang membuat bola dengan diameter satu setengah sentimeter terbang dan tetap di atas permukaan emitor. Jika Anda tidak menyadarinya, maka sebelum panjang gelombang adalah batasan mendasar yang mendasar untuk levitator akustik balok tunggal. Bahkan sebelumnya, masalahnya adalah pembuatan levitator menggunakan balok tunggal. Untuk mendapatkan efeknya, dua sumber ultrasound digunakan. Topiknya tampak menarik dan bermakna bagi saya. Di bawah potongan, lebih banyak tentang levitasi akustik objek dan studi tentang Inggris.
Beberapa kata tentang levitasi akustik
Wiki mendefinisikan levitasi akustik sebagai"posisi stabil dari objek berbobot dalam gelombang akustik berdiri."
Fenomena ini telah diketahui sejak tahun 1934, ketika secara teoritis dibuktikan oleh L. King, kemudian pada tahun 1961, kesimpulan tentang kemungkinan fenomena tersebut dibuat oleh L.P. Gorkov.
Inti dari prinsip kerja levitator akustik adalah menciptakan interferensi gelombang suara yang koheren, yang mengarah pada munculnya area peningkatan tekanan lokal. Karena itu, tubuh dapat disimpan di satu atau beberapa area ruang, serta bergerak.
Para ilmuwan yang berurusan dengan topik levitasi akustik percaya akan masa depan yang cerah untuk fenomena ini. Proyek futuristik melibatkan pengangkatan dan pemindahan berbagai objek, melengkapi sistem manajemen gudang dengan levitator, dan menggunakannya di pelabuhan dan pabrik. Namun, levitator masih sangat jauh dari massa dan ukuran seperti itu. Salah satu bidang di mana perangkat tersebut dapat membuktikan diri dalam waktu dekat adalah teknologi farmakologi, di mana ada kebutuhan levitasi akustik untuk meningkatkan tingkat pemurnian zat.
Penyimpangan lirik
Sebagai seorang anak, di tahun 90-an yang jauh, saya kebetulan memainkan strategi peradaban luar angkasa Ascendancy. Di dalamnya, planet-planet bisa dilengkapi dengan apa yang disebut. sinar traktor (capturing beam), yang mampu menarik benda-benda dari luar angkasa. Saya terkejut ketika saya hidup untuk melihat penemuan perangkat yang serupa, meskipun mini.
Bagaimana ukuran tidak masalah
Levitator akustik balok tunggal awal dikembangkan oleh berbagai ilmuwan, termasuk. Asier Marzo dari Bristol dan Marco Aurelio Brizzotti Andrade dari Brasil dari Universitas Sao Paulo. Mereka mampu mencapai levitasi benda dengan diameter tidak lebih dari 4 milimeter. Ukuran maksimum benda yang diangkat oleh levitator ke udara seharusnya kurang dari panjang gelombang berdiri.Kali ini, para ilmuwan Bristol mampu mengatasi keterbatasan mendasar ini menggunakan algoritma kontrol emitor khusus. Berkat sistem kontrol radiasi, bentuk hemispherical dan perhitungan yang tepat dari kekuatan sumber radiasi ultrasonik, dimungkinkan untuk membuat vortisitas akustik yang dapat menampung objek besar. Levitator bulat baru menggabungkan 192 pemancar ultrasonik dengan frekuensi 40 kHz (panjang gelombang di N.C. adalah 0,87 cm). Pemancar dipasang pada permukaan bagian dalam bola dengan diameter 192 mm.
Berkat algoritma kontrol sinyal ultrasonik, beberapa vortisitas dengan heliks yang sama dan arah yang berbeda dibuat. Di zona aksi mereka, area lokal bertekanan tinggi muncul, memegang objek. Diameter maksimum bola yang diangkat oleh alat Bristol ke udara adalah 1,6 cm, yang hampir 2 kali lebih besar dari panjang gelombang yang dihasilkan alat tersebut. Selain itu, perangkat ini mampu mengubah kecepatan rotasi bola, dengan mengubah arah vortisitas ultrasonik.
Efek 2D Tak Terduga
Eksperimen para ilmuwan telah menunjukkan bahwa ketika memperbaiki salah satu koordinat (misalnya, ketika objek berada di permukaan), levitator desain baru mampu menangkap dan memutar objek yang melebihi panjang gelombang sebanyak 5-6 kali. Efek ini membuka kemungkinan baru untuk aplikasi perangkat dengan vortisitas akustik. Mereka seharusnya digunakan untuk membuat sentrifugal dan sistem laboratorium untuk mengelola partikel mikro dan makro.Hasil
Keberhasilan tim Bristol (Asier Marzo, Mihai Caleap dan Bruce W. Drinkwater) menunjukkan bahwa levitator akustik kemungkinan akan digunakan dalam waktu dekat untuk laboratorium dan aplikasi industri selanjutnya.Mungkin, di masa mendatang, levitasi akustik akan dapat menggantikan levitasi magnetik, yang secara aktif digunakan saat ini untuk membuat desain asli berbagai perangkat, termasuk speaker dan meja putar. Ada kemungkinan bahwa suatu hari nanti umat manusia juga akan melihat sinar traktor akustik yang kuat (seperti dalam Ascendancy), yang mampu memperbaiki dan memindahkan objek yang sangat besar.
Meskipun sains telah dianggap sebagai paradigma utama perkembangan peradaban manusia setidaknya selama dua abad, persepsi tentang dunia oleh kebanyakan orang masih jauh dari ilmiah. Misalnya, fenomena seperti levitasi akustik itu aneh bagi kita. Untuk kesadaran sehari-hari sehari-hari, sulit untuk menyadari bagaimana benda dapat dibuat melayang dengan bantuan gelombang suara. Sementara itu, fenomena ini telah diketahui, meskipun secara teori, oleh para ilmuwan setidaknya selama beberapa dekade.
Apa itu suara?
Sebenarnya akustik, atau levitasi suara 
, yaitu, posisi stabil suatu objek dengan massa yang nyata dalam gelombang akustik memiliki penjelasan yang cukup sederhana. Untuk memahami esensi dari fenomena ini, cukup mengingat sifat suara, yang telah kita ketahui sejak zaman sekolah bahwa itu adalah gelombang. Gelombang suara merambat di berbagai media, baik itu padat, cair atau gas berat. Udara di sekitar kita tidak lain adalah gas berat, atau lebih tepatnya, campuran gas.
Ada jenis gelombang suara khusus - yang disebut gelombang berdiri. Gelombang seperti itu terjadi dalam sistem osilasi khusus, di mana suara dipantulkan dari rintangan tertentu. Dalam hal ini, gelombang suara tidak hanya dipantulkan, tetapi juga ditumpangkan pada gelombang suara asli, dan posisi posisi amplitudo maksimum dan minimum harus diulang. Dalam kehidupan nyata, gelombang suara berdiri dapat didengar dan diamati ketika memainkan alat musik - gelombang seperti itu terjadi ketika udara bergetar dalam pipa organ atau ketika senar gitar bergetar.
Levitasi, yaitu, semacam area tanpa bobot di mana objek material dapat ditempatkan, muncul dalam kasus ini karena pergantian area bertekanan tinggi dan rendah. Gelombang suara yang merambat di udara adalah aliran molekul. Ditumpangkan satu sama lain dalam gelombang akustik berdiri, aliran molekuler ini menciptakan zona yang dijernihkan di mana efek gravitasi berkurang secara signifikan. Berkat inilah benda yang jatuh ke gelombang berdiri benar-benar dapat menggantung, yaitu, kehilangan beratnya.
Getaran dan refleksi
Namun dalam praktiknya, sejauh ini, levitasi suara hanya dapat dilakukan dengan benda-benda kecil dan sejumlah kecil zat. Juga jelas bahwa saat ini, levitasi akustik, yang diciptakan kembali dalam kondisi domestik dengan tangan sendiri, adalah tugas yang sulit. Meskipun dengan sedikit keberuntungan, pengetahuan yang diperlukan dan ketersediaan bahan dan perangkat yang diperlukan, hasil seperti itu dapat dicapai. Paling sering, upaya untuk mencapai levitasi akustik dilakukan dengan setetes air.
Perangkat apa pun untuk penerapan jenis levitasi ini harus terdiri dari perangkat pengubah dengan permukaan bergetar yang memancarkan gelombang suara, dan permukaan reflektif dari mana gelombang ini akan "memantul". Eksperimen menunjukkan bahwa paling efektif untuk memberikan permukaan getar yang berubah dan reflektor bentuk cekung. Karena ini, pemfokusan suara dapat dicapai dengan lebih baik. Selain itu, perlu untuk memberikan perhatian khusus pada kerataan permukaan transformasi dan pemantulan dan lokasi yang benar relatif satu sama lain. Karena gelombang suara harus dipantulkan dari permukaan dengan sudut yang sama saat mengenainya.
Gravitasi akustik adalah bidang penelitian yang menjanjikan di bidang teknologi praktis, karena hampir tidak tergantung pada bahan yang digunakan dalam pekerjaan, yang mengurangi biaya eksperimen. Di sisi lain, sejauh ini tidak mungkin untuk mencapai levitasi suara dengan benda-benda bermassa signifikan, yang beratnya dihitung dalam kilogram atau lebih. Dalam hal ini, gelombang suara yang kuat diperlukan untuk menjaga objek material dalam keadaan tanpa bobot. Oleh karena itu, levitasi akustik belum terlalu stabil - jika objek yang cukup masif ditempatkan dalam gelombang berdiri, maka gelombang suara yang kuat akan diperlukan untuk mempertahankannya sehingga intensitasnya dapat dengan mudah menghancurkan objek.
Orang Swiss tidak hanya makan keju, tetapi juga melayang
Saat menyebutkan Swiss, asosiasi yang paling umum dan dapat dipahami adalah jam tangan, bank, dan keju Swiss yang terkenal. Namun, sains dasar berkembang secara aktif di negara ini, sehingga tidak mengherankan jika eksperimen sukses dengan levitasi akustik dilakukan di sini. Ilmuwan lokal dalam beberapa tahun terakhir telah mencapai kesuksesan terbesar dalam arah ini. Dengan demikian, spesialis dari Sekolah Tinggi Teknik Swiss (Zurich) untuk pertama kalinya berhasil mencapai penerbangan objek yang terkontrol di bidang levitasi akustik.
Orang Swiss berhasil memecahkan salah satu masalah levitasi suara yang paling rumit - ukuran objek yang ditempatkan dalam gelombang berdiri tidak boleh melebihi setengah panjang gelombang suara yang digunakan. Jika gelombang suara terlalu kuat, maka berbahaya bagi stabilitas proses yang sedang berlangsung. Para ilmuwan telah mengembangkan instalasi dari banyak modul "converter-reflektor" yang menyeimbangkan satu sama lain. Gelombang suara yang dipancarkan diubah dengan bantuan program komputer, berkat itu dimungkinkan untuk mencapai kontrol atas objek yang melayang.
Para peneliti tidak hanya dapat memutar tusuk gigi yang digantung secara bergantian ke arah yang berbeda, tetapi juga untuk mencapai kombinasi partikel padat dalam satu gumpalan dan bergabung menjadi satu tetes besar dari beberapa tetes air kecil.
Masalah levitasi suara sedang dikembangkan tidak hanya di Swiss, tetapi juga di AS. Pekerja di Laboratorium Nasional Argonne dekat Chicago telah berhasil melakukan levitasi sonik dengan bahan aktif biologis. Sejauh ini, ini tidak membawa umat manusia lebih dekat ke salah satu impian para futurolog dan penulis fiksi ilmiah - ke perangkat levitasi manusia portabel. Pencapaian ilmuwan Amerika terutama terkait dengan kedokteran dan biologi, karena membantu melakukan berbagai manipulasi dalam kondisi yang lebih steril. Namun, sejauh ini hanya perkembangan yang menjanjikan untuk masa depan - hari ini massa zat aktif biologis yang dapat dimanipulasi di bawah gravitasi akustik tidak melebihi satu mililiter.
Alexander Babitsky
Banyak peneliti modern menganggapnya sebagai versi fiksi bahwa piramida Mesir dibangun menggunakan tenaga kerja manual dari banyak budak dan pekerja sewaan. Fakta bahwa bangunan besar ini dibangun oleh orang Mesir, dan bukan oleh peradaban maju yang mendahuluinya, sudah menimbulkan keraguan. Terlebih lagi, peradaban kita, dengan segala terobosan teknologinya, belum mampu membangun struktur seperti itu.
Sekarang versi ini semakin populer karena balok-balok berton-ton piramida Mesir ditumpuk menggunakan teknologi levitasi akustik. Inti dari teknologi ini adalah bahwa gelombang berdiri muncul antara pemancar ultrasound dan reflektor. Ternyata karena gelombang ini, Anda bisa membuat beberapa benda melayang.
Sejauh ini, eksperimen semacam itu hanya dilakukan dengan benda-benda kecil dan ringan. Tetapi para ilmuwan percaya bahwa efek akustik sebagian besar tidak bergantung pada kekuatan suara, tetapi pada frekuensinya. Dengan memilih frekuensi suara tertentu, dimungkinkan untuk mencapai keadaan resonansi dengan zat tertentu dan menyebabkan perubahan sifat-sifatnya, termasuk manifestasi levitasi, di mana berat benda dinetralkan. Dan kemudian tidak akan terlalu sulit untuk memindahkan blog multi-ton.
Inilah yang ditulis oleh Y. Ivanov, direktur Institut Interdisipliner Ritmodinamika, tentang ini: “Ilmu pengetahuan modern tidak mampu melakukan apa yang diduga dilakukan oleh orang Mesir kuno. Tetapi fakta bahwa benda-benda besar dipindahkan dengan levitasi akustik atau metode lain yang tidak banyak kita ketahui, tidak ada mistisisme di sini. Ada perhitungan yang tepat. dan pengetahuan pasti, yaitu mereka yang terlibat dalam hal ini, tahu apa yang mereka lakukan secara khusus, dan mampu melakukannya.
Ketika sebuah benda kehilangan beratnya, Anda mengambilnya dengan satu tangan, seperti astronot di luar angkasa, dan membawanya ke mana pun Anda membutuhkannya. Misalnya, Anda memiliki perangkat kecil yang memungkinkan Anda melakukan ini, setelah itu, Anda meletakkannya dengan hati-hati, menyesuaikannya, mematikan perangkat, dan benda ini kembali berat dan jatuh ke tempatnya.
Dengan bantuan metode levitasi akustik, Edvard Litzkalnen membangun Coral Castle-nya yang terkenal di negara bagian Florida, AS. Bagi ilmuwan modern, kastil batu ini, yang membutuhkan 100.000 karang untuk dibangun, masih merupakan misteri teknik. Karena tidak sepenuhnya jelas atau, lebih tepatnya, sama sekali tidak jelas bagaimana balok-balok multi-ton besar itu secara ideal dipasang satu sama lain dan ditumpuk di menara, gerbang, dan komposisi arsitektur lainnya.
Pada saat yang sama, diketahui bahwa sebelum memulai pembangunan kastil ini, Litzkalnen menghabiskan waktu lama di perpustakaan setempat, di mana ia mempelajari buku-buku tentang piramida Mesir dengan sangat hati-hati. Beberapa peneliti percaya bahwa ia berhasil mengungkap teknologi untuk konstruksi struktur ini, berdasarkan levitasi akustik.
Ada sebuah foto di Museum Kastil Karang, di mana mantan pemiliknya ditangkap pada suatu pekerjaan. Pada saat yang sama, kotak-kotak aneh berdiri di atas tripod, dari mana beberapa kabel direntangkan ke balok. Dan sangat mungkin bahwa kotak-kotak ini berfungsi sebagai pengulang sinyal dengan frekuensi tertentu. Dia sendiri mengklaim bahwa dia memainkan musik tertentu ke batu, akibatnya, untuk jangka waktu tertentu, mereka kehilangan berat badan.
Omong-omong, teknologi ini masih dikenal di beberapa biara lhamai Tibet dan terus digunakan dalam konstruksi di dataran tinggi untuk mengangkat batu berat ke ketinggian dengan memainkan alat musik. Oleh karena itu, tidak ada yang mengejutkan dalam kenyataan bahwa teknologi tersebut dapat menjadi warisan peradaban kuno yang sangat maju, salah satunya piramida dibangun.
Firaun Mesir, tentu saja, tidak lagi memiliki teknologi seperti itu, tetapi mereka mencoba untuk mendapatkan teknologi "dinasti para dewa" legendaris yang memerintah negeri ini jauh sebelum firaun. Oleh karena itu, ketika piramida raksasa ini ditemukan di bawah pasir, mereka digali atas perintah firaun. Tentang apa kemudian catatan yang sesuai dibuat di dinding piramida. Tetapi sejarawan modern menafsirkan nama-nama firaun ini persis sebagai pencipta piramida, terlepas dari kenyataan bahwa orang Mesir kuno tidak memiliki kesempatan nyata untuk membangun struktur seperti itu.
Hal yang sama dapat dikatakan tentang struktur "Inca" dan "Maya", yang sebenarnya telah dibuat jauh sebelum kemunculan orang-orang ini di arena sejarah. Dan kemungkinan besar, kompleks dan piramida benua Amerika ini dibuat menggunakan teknologi yang sama yang digunakan dalam pembangunan Piramida Agung Giza.
Fisikawan Inggris dari University of Bristol telah mengembangkan levitator akustik yang mampu mengangkat dan menahan benda yang lebih besar dari panjang gelombang dengan sinar ultrasonik tunggal.
Fisikawan Inggris dari University of Bristol telah mengembangkan levitator akustik yang mampu mengangkat dan menahan benda yang lebih besar dari panjang gelombang dengan sinar ultrasonik tunggal. Penulis mengumumkan percobaan yang berhasil sebulan yang lalu di halaman Physical Review Letters.
Menurut fisikawan, mereka berhasil melakukan percobaan, berkat penciptaan pusaran akustik, yang membuat bola dengan diameter satu setengah sentimeter terbang dan tetap di atas permukaan emitor.
Jika Anda tidak menyadarinya, maka sebelum panjang gelombang adalah batasan mendasar yang mendasar untuk levitator akustik balok tunggal. Bahkan sebelumnya, masalahnya adalah pembuatan levitator menggunakan balok tunggal.
Untuk mendapatkan efeknya, dua sumber ultrasound digunakan. Topiknya tampak menarik dan bermakna bagi saya. Di bawah potongan, lebih banyak tentang levitasi akustik objek dan studi tentang Inggris.
Beberapa kata tentang levitasi akustik
Wiki mendefinisikan levitasi akustik sebagai
"posisi stabil dari objek berbobot dalam gelombang akustik berdiri."
Fenomena ini telah diketahui sejak tahun 1934, ketika secara teoritis dibuktikan oleh L. King, kemudian pada tahun 1961, kesimpulan tentang kemungkinan fenomena tersebut dibuat oleh L.P. Gorkov.
Inti dari prinsip kerja levitator akustik adalah menciptakan interferensi gelombang suara yang koheren, yang mengarah pada munculnya area peningkatan tekanan lokal. Karena itu, tubuh dapat disimpan di satu atau beberapa area ruang, serta bergerak.
Para ilmuwan yang berurusan dengan topik levitasi akustik percaya akan masa depan yang cerah untuk fenomena ini. Proyek futuristik melibatkan pengangkatan dan pemindahan berbagai objek, melengkapi sistem manajemen gudang dengan levitator, dan menggunakannya di pelabuhan dan pabrik.
Namun, levitator masih sangat jauh dari massa dan ukuran seperti itu. Salah satu bidang di mana perangkat tersebut dapat membuktikan diri dalam waktu dekat adalah teknologi farmakologi, di mana ada kebutuhan levitasi akustik untuk meningkatkan tingkat pemurnian zat.
Penyimpangan lirik
Sebagai seorang anak, di tahun 90-an yang jauh, saya kebetulan memainkan strategi peradaban luar angkasa Ascendancy. Di dalamnya, planet-planet bisa dilengkapi dengan apa yang disebut. sinar traktor (capturing beam), yang mampu menarik benda-benda dari luar angkasa. Saya terkejut ketika saya hidup untuk melihat penemuan perangkat yang serupa, meskipun mini.
Bagaimana ukuran tidak masalah
Levitator akustik balok tunggal awal dikembangkan oleh berbagai ilmuwan, termasuk. Asier Marzo dari Bristol dan Marco Aurelio Brizzotti Andrade dari Brasil dari Universitas Sao Paulo. Mereka mampu mencapai levitasi benda dengan diameter tidak lebih dari 4 milimeter. Ukuran maksimum benda yang diangkat oleh levitator ke udara seharusnya kurang dari panjang gelombang berdiri.
Kali ini, para ilmuwan Bristol mampu mengatasi keterbatasan mendasar ini menggunakan algoritma kontrol emitor khusus.
Berkat sistem kontrol radiasi, bentuk hemispherical dan perhitungan yang tepat dari kekuatan sumber radiasi ultrasonik, dimungkinkan untuk membuat vortisitas akustik yang dapat menampung objek besar.
Levitator bulat baru menggabungkan 192 pemancar ultrasonik dengan frekuensi 40 kHz (panjang gelombang di N.C. adalah 0,87 cm). Pemancar dipasang pada permukaan bagian dalam bola dengan diameter 192 mm.
Berkat algoritma kontrol sinyal ultrasonik, beberapa vortisitas dengan heliks yang sama dan arah yang berbeda dibuat. Di zona aksi mereka, area lokal bertekanan tinggi muncul, memegang objek.
Diameter maksimum bola yang diangkat oleh alat Bristol ke udara adalah 1,6 cm, yang hampir 2 kali lebih besar dari panjang gelombang yang dihasilkan alat tersebut. Selain itu, perangkat ini mampu mengubah kecepatan putaran bola, dengan mengubah arah vortisitas ultrasonik.
Efek 2D Tak Terduga
Eksperimen para ilmuwan telah menunjukkan bahwa ketika memperbaiki salah satu koordinat (misalnya, ketika objek berada di permukaan), levitator desain baru mampu menangkap dan memutar objek yang melebihi panjang gelombang sebanyak 5-6 kali.
Efek ini membuka kemungkinan baru untuk aplikasi perangkat dengan vortisitas akustik. Mereka seharusnya digunakan untuk membuat sentrifugal dan sistem laboratorium untuk mengelola partikel mikro dan makro.
Hasil
Keberhasilan tim Bristol (Asier Marzo, Mihai Caleap dan Bruce W. Drinkwater) menunjukkan bahwa levitator akustik kemungkinan akan digunakan dalam waktu dekat untuk laboratorium dan aplikasi industri selanjutnya.
Mungkin, di masa mendatang, levitasi akustik akan dapat menggantikan levitasi magnetik, yang secara aktif digunakan saat ini untuk membuat desain asli berbagai perangkat, termasuk speaker dan meja putar.
Ada kemungkinan bahwa suatu hari nanti umat manusia juga akan melihat sinar traktor akustik yang kuat (seperti dalam Ascendancy), yang mampu memperbaiki dan memindahkan objek yang sangat besar. diterbitkan
Jika Anda memiliki pertanyaan tentang topik ini, tanyakan kepada spesialis dan pembaca proyek kami.
Bunyi merambat dalam medium apa pun kecuali ruang hampa. Gelombang suara mengelilingi seseorang, tetapi seringkali dia tidak memikirkan kehadirannya. Suara dapat didengar, tetapi tidak nyata. Suara keras memiliki efek negatif pada seseorang, membuat kebisingan. Suara yang tidak terdengar dapat menciptakan sensasi, tetapi tidak dirasakan oleh pikiran manusia.
Suara berdensitas tinggi dapat menjadi nyata seperti sebuah objek. Namun, hukum perambatan gelombang suara tidak memberikan gambaran tentang suara sebagai kekuatan pendorong. Apa yang dirasakan secara objektif: suara itu sendiri atau getaran benda-benda di sekitarnya?
Gagasan bahwa benda tak berwujud seperti itu dapat mengangkat benda mungkin tampak luar biasa, tetapi ini adalah fenomena nyata. Levitasi akustik menggunakan properti suara untuk menyebabkan getaran pada padatan, cairan, dan gas berat. Kemungkinan menghasilkan gaya anti-gravitasi menggunakan gelombang suara telah dikenal di zaman kuno.
Levitasi akustik menahan tetesan air.
Studi tentang fenomena levitasi akustik didasarkan pada pengetahuan tentang gravitasi, udara dan sifat gelombang suara.
gravitasi menyebabkan benda saling tarik menarik. Hukum Newton adalah cara paling sederhana untuk menjelaskan sifat gravitasi. Hukum ini menyatakan bahwa setiap partikel di alam semesta menarik setiap partikel lainnya. Gaya tarik-menarik bertambah dengan bertambahnya massa benda. Jarak antar benda juga mempengaruhi gaya tarik menarik. Pada tingkat planet, semua benda di dekat permukaan bumi jatuh ke tanah. Gravitasi memiliki parameternya sendiri, yang sedikit berubah di Semesta.
Di udara aliran juga dapat dibuat, seperti dalam cairan. Seperti cairan, udara juga terdiri dari partikel mikro yang bergerak relatif terhadap tanah dan relatif satu sama lain. Udara juga dapat mengalir seperti air, tetapi karena partikel udara tidak terlalu padat, mereka dapat bergerak lebih cepat.
Suara adalah getaran yang terjadi pada medium gas, cair, padat. Gelombang suara merambat dari sumber yang bergerak atau berubah bentuk dengan sangat cepat dengan amplitudo rendah. Misalnya, membunyikan bel menyebabkan bel bergetar di udara. Lonceng bergerak ke satu sisi dan mendorong molekul udara, menyebabkan mereka menggantikan dan mendorong molekul lain, menciptakan area bertekanan tinggi. Udara terkompresi dihasilkan di area bertekanan tinggi. Saat bel bergerak mundur, ia menarik molekul udara, menciptakan area bertekanan rendah. Di daerah bertekanan rendah, udara yang dijernihkan terbentuk. Lonceng mengulangi gerakan bergetar, menciptakan serangkaian kompresi dan penghalusan yang berulang. Amplitudo getaran bel menentukan panjang gelombang suara yang dihasilkan.
Gelombang suara disebarkan oleh pergerakan molekul udara. Molekul yang terletak di dekat permukaan bel mendorong molekul di sekitarnya ke segala arah. Suara merambat di udara sekitar. Jika tidak ada molekul, suara tidak dapat merambat. Inilah sebabnya mengapa suara tidak merambat dalam ruang hampa. Animasi berikut menggambarkan proses pembangkitan suara.
Bel mendorong molekul udara. Molekul mendorong molekul lain.
Gelombang suara diciptakan oleh kompresi berturut-turut dan penghalusan udara.
Metode levitasi sonik didasarkan pada penggunaan gelombang suara untuk menyeimbangkan gaya gravitasi. Di Bumi, ini dapat menyebabkan efek objek muncul ke permukaan dan mengambang di atas permukaan Bumi. Di luar angkasa, ini adalah cara untuk menyeimbangkan dan menstabilkan objek dalam gravitasi nol.
Fisika levitasi suara.
Perangkat levitasi akustik terdiri dari dua bagian utama:
konverter- permukaan bergetar yang menghasilkan gelombang suara;
reflektor- pelat tempat gelombang suara dipantulkan.
Transduser dan reflektor mungkin memiliki permukaan cekung untuk memfokuskan suara. Untuk menahan setetes air, gelombang suara berjalan beberapa kali dari sumber ke reflektor dan kembali. Perangkat dikonfigurasi dengan cara tertentu: rasio panjang celah antara transduser dan reflektor dengan panjang gelombang adalah bilangan bulat. Artinya, jarak antara transduser dan reflektor cocok bilangan asli gelombang.
gelombang suara berdiri
Jumlah gelombang yang masuk ke celah
antara transduser dan reflektor sama dengan bilangan asli.
Gelombang suara, seperti semua suara, adalah gelombang tekanan longitudinal. Pada gelombang longitudinal, gerakan setiap titik sejajar dengan arah rambat gelombang.
Gelombang dapat memantul dari permukaan. Ini menyiratkan hukum pemantulan, yang menyatakan bahwa sudut datang - sudut antara sumbu gelombang datang dan normal ke permukaan - sama dengan sudut pantul - sudut antara sumbu gelombang pantul dan biasa ke permukaan. Artinya, gelombang suara dipantulkan dari permukaan pada sudut yang sama di mana ia jatuh di permukaan. Gelombang suara yang datang dengan sudut 90 derajat akan dipantulkan kembali dengan sudut yang sama.
Ketika gelombang suara dipantulkan dari suatu permukaan, interaksi antara konsentrasi dan fraksinya menciptakan interferensi. Kompresi gelombang suara memenuhi kompresi gelombang pantul. Agar gelombang berhenti dan tidak bergerak, panjang gelombang harus sesuai dengan bilangan bulat beberapa kali di celah antara transduser dan reflektor. Dengan demikian, area tertutup dari udara padat dan area udara yang dijernihkan dibuat. Menggunakan gelombang suara berdiri, setetes air dapat ditangguhkan di udara.
Gelombang suara berdiri memiliki node - area tekanan minimum - dan antinode - area tekanan maksimum. Agar setetes air melayang, perlu untuk menempatkannya di simpul gelombang suara. Drop akan terletak di antara dua antinode.
Area bertekanan rendah dan tinggi
Bentuk gelombang suara berdiri
area udara terkompresi dan dijernihkan
Reflektor dipasang sehubungan dengan transduser sedemikian rupa sehingga bilangan bulat panjang gelombang sesuai dengan jarak di antara mereka, dan daerah tekanan rendah dan tinggi sejajar dengan sumbu gravitasi. Dalam hal ini, gelombang suara menciptakan tekanan konstan pada tetesan air dari bawah dan menyeimbangkan gaya gravitasi.
Setetes air terletak di simpul
Levitasi akustik menciptakan area
tekanan tinggi yang menahan tetesan air
Ada gravitasi yang lemah di luar angkasa. Partikel mengambang dikumpulkan di simpul gelombang suara dan tidak menyebar. Dalam kondisi gravitasi terestrial, partikel terletak di atas antinode, yang mencegah partikel jatuh ke tanah.
Levitasi akustik dapat digunakan di berbagai bidang: kontrol partikel di udara, angkat berat, stabilisasi dan koordinasi, posisi suku cadang, perangkat dalam produksi, kontrol zat cair.
Prinsip levitasi akustik adalah menghasilkan gelombang suara di area tertutup. Karena kompresi dan penjernihan udara oleh gelombang suara, area bertekanan rendah dan tinggi terbentuk - node dan antinode dari gelombang suara berdiri. Gaya gravitasi bekerja di node: partikel udara dan mikropartikel tersuspensi cenderung ke pusat node. Gaya antigravitasi bekerja di antinode: partikel udara dan partikel tersuspensi cenderung meninggalkan antinode.
Eksperimen serupa dapat dilakukan di medan magnet dan listrik untuk mengatasi gravitasi dan menyeimbangkan benda dalam keadaan melayang.
