Ультразвукова чарівна паличка. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Ультразвукова чарівна паличка

12.01.2015

"Вінгардіум левіоса" - таким заклинанням користувалися персонажі з казкового серіалу про Гаррі Поттера, щоб помахом чарівної палички змусити предмети літати в повітрі. Але поки що письменники і режисери вигадують нові фантастичні історії, наука крок за кроком втілює в життя речі, які раніше здавались неможливими. Цього разу справа торкнулася переміщення предметів повітрям, або левітації. Левітацією можна назвати такий фізичний ефект, у якому предмет без видимої опори перебуває чи переміщається повітря. Наприклад, якщо звичайний магніт помістити над надпровідним матеріалом, який перед цим був охолоджений до низької температури, то станеться "диво" - магніт вільно літатиме в повітрі на невеликій висоті. Пов'язано це з особливою поведінкою магнітного поля у надпровідниках.

Таке явище, хоч і дуже цікаво, для практичного використання малопридатне: потреба переміщати магніти над охолодженим до температури рідкого азоту надпровідником виникне далеко не у кожного. Зовсім інша річ, якщо буде вигаданий спосіб безконтактно переміщати будь-які об'єкти, незалежно від їхньої природи. Такий винахід буде широко затребуваним у тих областях, де важлива надзвичайна чистота матеріалів. Наприклад, у фармацевтиці чи мікроелектроніці: там будь-який зайвий контакт із матеріалом може занести до нього небажані домішки. Фізики з університету Сан-Пауло в Бразилії запропонували спосіб, за допомогою якого можна змусити невеликі об'єкти не тільки ширяти в повітрі, а й переміщувати їх у потрібному напрямку.

Щоб подолати силу тяжкості, дослідники використовували тиск, який чинить звукові хвилі. Відчути силу звуку можна, якщо стати навпроти потужної колонки, що працює на повну гучність. Звук є коливанням, що виникає в будь-якому середовищі. Це може бути повітря, вода чи тверді матеріали. У космосі звукових хвиль немає, тому що немає середовища, в якому вони можуть поширюватися: вакуум - це мовчазна порожнеча. З фізичної точки зору передача звуку в повітрі є рух областей високого та низького тиску. Коливання тиску утворюють силу, яка може впливати на механічні об'єкти. Так влаштовано наше вухо, де звуки навколишнього світу передаються в мозок через коливання барабанної перетинки.

Тепер треба згадати ще одну особливість коливань – існування стоячих хвиль. Найпростіший приклад: якщо закріпити один кінець довгої мотузки, а інший переміщати з постійною частотою вгору-вниз, деякі точки мотузки залишатимуться нерухомими. Утворення такої стоячої хвилі відбувається внаслідок накладання двох хвиль - вихідної, створеної рухом вільного кінця мотузки, і відбитої хвилі. Ефекти, що виникають при накладенні звукових хвиль один на одного, стали основою розробленого методу ультразвукової левітації. Випромінювач випромінює ультразвукові хвилі, які відбиваються від розташованої на певній відстані поверхні. Випромінені і відбиті хвилі складаються, утворюючи щось на зразок коридору, в якому чергуються області високого та низького тиску. Якщо предмет потрапляє в область стоячої ультразвукової хвилі, енергії хвиль вистачає, щоб компенсувати силу тяжкості, і ми спостерігаємо ефект левітації.

Незважаючи на те, що метод ультразвукової левітації почав розвиватися кілька років тому, досягти стабільного утримання предметів у повітрі було непросто. Довгий час не вдавалося створити стабільну ультразвукову хвилю, що стоїть, достатньої потужності: невелике переміщення випромінювача або відбивача - і ефект пропадав. Щоб вирішити це завдання, Марко Андраде (Marco Andrade) та його колеги використали принцип формування стоячих хвиль, заснований на багаторазовому відображенні. Вони виготовили спеціальний увігнутий відбивач ультразвуку, за допомогою якого вдалося досягти левітації невеликих пластикових кульок без точного налаштування системи. Навіть якщо тримати відбивач хвиль у руці, ефект левітації не пропадає - ще недавно це здавалося неможливим. Така технологія має набагато більше шансів на реальне застосування.

<< Назад: Твердотільний накопичувач Plextor M7e 13.01.2015

>> Вперед: Смартфон Samsung Galaxy A7 12.01.2015

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Доведено існування правила ентропії для квантової заплутаності 09.05.2024

Квантова механіка продовжує дивувати нас своїми таємничими явищами та несподіваними відкриттями. Нещодавно Бартош Регула із Центру квантових обчислень RIKEN та Людовіко Ламі з Амстердамського університету представили нове відкриття, яке стосується квантової заплутаності та її зв'язку з ентропією. Квантова заплутаність відіграє важливу роль у сучасній квантовій інформатиці та технологіях. Однак складність її структури робить розуміння та керування нею складними завданнями. Відкриття Регулу та Ламі показує, що для квантової заплутаності справедливе правило ентропії, подібне до того, що існує для класичних систем. Це відкриття відкриває нові перспективи в галузі квантової інформатики та технологій, поглиблюючи наше розуміння квантової заплутаності та її зв'язку з термодинамікою. Результати дослідження вказують на можливість оборотності перетворень заплутаності, що може спростити їх використання в різних квантових технологіях. Відкриття нового правила е ...>>

Міні-кондиціонер Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Літо - час відпочинку та подорожей, але часто спека може перетворити цей час на нестерпне борошно. Зустрічайте новинку від Sony – міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який обіцяє зробити літо комфортнішим для своїх користувачів. Sony представила унікальний пристрій - міні-кондиціонер Reon Pocket 5, який забезпечує охолодження тіла у спекотні дні. З його допомогою користувачі можуть насолоджуватися прохолодою у будь-який час та в будь-якому місці, просто носячи його на шиї. Цей міні-кондиціонер оснащений автоматичним налаштуванням режимів роботи, а також датчиками температури та вологості. Завдяки інноваційним технологіям, Reon Pocket 5 регулює свою роботу залежно від активності користувача та умов довкілля. Користувачі можуть легко настроювати температуру за допомогою спеціальної мобільної програми, підключеної через Bluetooth. Крім того, для зручності доступні спеціально розроблені футболки та шорти, до яких можна прикріпити міні-кондиціонер. Пристрій може ох ...>>

Енергія з космосу для Starship 08.05.2024

Виробництво сонячної енергії в космосі стає все більш реальним з появою нових технологій та розвитком космічних програм. Керівник стартапу Virtus Solis поділився баченням використання Starship від SpaceX для створення орбітальних електростанцій, здатних забезпечувати енергією Землю. Стартап Virtus Solis представив амбітний проект створення орбітальних електростанцій, використовуючи Starship від SpaceX. Ця ідея може значно змінити сферу виробництва сонячної енергії, зробивши її доступнішою та дешевшою. Основою плану стартапу є зниження вартості запуску супутників у космос із використанням Starship. Передбачається, що завдяки цьому технологічному прориву виробництво сонячної енергії у космосі стане конкурентоспроможнішим порівняно з традиційними джерелами енергії. Віртуальна Solis планує створити великі фотоелектричні панелі на орбіті за допомогою Starship для доставки необхідного обладнання. Однак одним із ключових виклик ...>>

Новий метод створення потужних батарей 08.05.2024

З розвитком технологій та розширенням використання електроніки стає все більш актуальним питання створення ефективних та безпечних джерел енергії. Дослідники з Квінслендського університету представили новий підхід до створення потужних батарей на основі цинку, який може змінити пейзаж енергетичної індустрії. Однією з головних проблем традиційних батарей, що перезаряджаються, на водній основі була їх низька напруга, що обмежувало їх застосування в сучасних пристроях. Але завдяки новому методу, розробленому вченими, цей недолік успішно подолано. В рамках свого дослідження вчені звернулися до спеціального органічного з'єднання – катехолу. Воно виявилося важливим компонентом, здатним покращити стабільність роботи батареї та збільшити її ефективність. Цей підхід призвів до значного збільшення напруги цинк-іонних акумуляторів, що зробило їх конкурентоспроможнішими. За словами вчених, такі батареї мають кілька переваг. Вони мають б ...>>

Спиртуознавство теплого пива 07.05.2024

Пиво, як один із найпоширеніших алкогольних напоїв, має свій унікальний смак, який може змінюватись в залежності від температури споживання. Нове дослідження, проведене міжнародною групою вчених, виявило, що температура пива значно впливає на сприйняття алкогольного смаку. Дослідження, очолюване матеріалознавцем Лей Цзяном, показало, що з різних температурах молекули етанолу і води формують різні типи кластерів, що впливає сприйняття алкогольного смаку. При низьких температурах утворюються пірамідоподібні кластери, що знижує гостроту "етанолового" смаку і робить напій менш алкогольним на смак. Навпаки, при підвищенні температури кластери стають ланцюжнішими, що призводить до більш вираженого алкогольного смаку. Це пояснює, чому смак деяких алкогольних напоїв, таких як байцзю, може змінюватись в залежності від температури. Отримані дані відкривають нові перспективи для виробників напоїв, ...>>

Випадкова новина з Архіву

Зварювання дерева тертям 12.02.2006

Ми звикли до зварювання металів та термопластичних полімерів, словом, матеріалів, здатних плавитися та знову застигати. Але в одній із лабораторій французького Інституту агрономічних досліджень випадково виявили, що дерево можна зварювати тертям.

Прості рідкі клеї для дерева досить довго сохнуть. У лабораторії проводили досліди щодо з'єднання дерев'яних деталей термоклеєм, що застигає після розігріву практично миттєво. Порошок клею поміщали між деталями та одну з деталей обертали; тепло, що виникало при терті, розплавляло клей. Якось лаборант забув засипати порошок, а деталі все одно скріпилися.

Виявляється, деякі полімери, що входять до складу деревини, - лігнін та гемі-целюлози при температурі 180 градусів Цельсія плавляться і їх волокна зливаються між собою. Схоплювання відбувається швидко, процес безпечний екологічно, за вартістю недорогий, годиться для з'єднання хвойних і листяних порід.

Таким клеєм зацікавилися переважно виробники меблів та інших столярних виробів для закритих приміщень.

Зварювання тертям не підходить для виробів, які повинні працювати у вологій атмосфері.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт