Исследование финских физиков
Финские физики исследовали возможность звука распространяться через идеальный вакуум. Их открытие стало первым доказательством полного звукового туннелирования в вакууме.
Идеальный вакуум не содержит среды, поэтому звук не должен распространяться. Однако, ученые установили, что вакуум может вибрировать электрическими полями, что делает пьезоэлектрические кристаллы интересным материалом для изучения распространения звука в пустых пространствах.
Пьезоэлектрические материалы
Пьезоэлектрические материалы преобразуют механическую энергию в электрическую и наоборот. При механическом усилении кристалл создает электрическое поле, а при воздействии электрического поля кристалл деформируется.
С использованием оксида цинка в качестве пьезоэлектрического кристалла, физики обнаружили, что кристалл может преобразовывать механическое напряжение в электрическое поле, что открывает путь для прохождения звуковой волны через вакуум.
Звуковое туннелирование
Между двумя пьезоэлектрическими кристаллами возникает звуковое туннелирование. При расстоянии между кристаллами, равном длине исходной звуковой волны, возможна передача энергии от одного кристалла к другому через вакуум.
Эффект звукового туннелирования увеличивается с частотой звуковой волны. Даже ультразвуковые волны могут туннелировать между кристаллами через вакуум, если размер вакуумного промежутка соответствует необходимым условиям.
Заключение
Хотя звуковое туннелирование известно давно, его исследование с использованием пьезоэлектрических кристаллов открывает новые горизонты в физике. Ученые считают, что результаты этого исследования могут быть полезны в различных областях, включая квантовую информатику и физику.
Благодаря работе финских физиков удалось дать новое понимание о том, как звук может распространяться даже в условиях идеального вакуума, открывая новые перспективы для научных открытий в будущем.
Открытие в физике: передача звука через идеальный вакуум
Как уже писал Фокус, физики зарылись под землю, чтобы раскрыть большую загадку Вселенной. Ученые разработали экспериментальную программу, чтобы попытаться обнаружить редкие взаимодействия между вимпами и обычными атомами. Это может привести к обнаружению загадочной темной материи.
Несоответствие теории относительности
Также Фокус писал о том, что ученые нашли несоответствие теории относительности Эйнштейна с тем, что они увидели в одной из двойных звездных систем. Увиденное явление может объяснить другая теория.
Условия передачи звука через вакуум
Два финских физика выяснили условия, при которых звук может передаваться через идеальный вакуум. Эффект сродни квантовому туннелированию, но в дело вступает обычная физика и кое-какое оборудование. Открытие может помочь в разработке MEMS-электроники и в системах теплоотвода.
Распространение звука через вакуум
Для распространения звука нужна среда, но в вакууме такой среды нет. Однако существует возможность передачи звука через электромагнитные поля, что открывает путь для использования пьезоэлектрических кристаллов.
Эффект передачи звука через вакуум
Учёные использовали оксид цинка в качестве пьезоэлементов. Механическое напряжение, создаваемое звуковыми колебаниями в материале, порождало электрическое напряжение, что в конечном итоге приводило к передаче акустического сигнала через вакуум.
Универсальность эффекта
Учёные показали, что эффект передачи звука через вакуум не зависит от частоты. Это означает, что он работает как для ультразвука, так и для сверхзвуковых частот.
Практическое применение и перспективы
Открытое учеными явление может найти применение не только в различных технологиях, но и в развитии квантовой связи. Результаты исследования опубликованы в журнале Communications Physics.
Статус: Регистрация: 30.05.06 Сообщений: 371499
Ученые показали, что звук может проходить через пустоту вакуума
Статус: Регистрация: 24.09.10
Сообщений: 1887
Цитата: Звук действительно передаётся в вакууме.
Из содержания статьи ясно, что не передаётся, а просто сделали грубо говоря приёмопередатчик прямого преобразования. Потом дойдут до необходимости усилителей, направленных антенн, преобразование частоты подтянется.
Стоп.. Где-то это уже проходили
Это сообщение отредактировал ejik – 17.08.2023 – 10:57
Статус: Регистрация: 25.03.14
Сообщений: 1777
Ну если передаётся, то пусть приложут аудиозапись. И портянку читать не придётся. А без записи пиздежжж.
Размещено через приложение ЯПлакалъ
Статус: Регистрация: 24.06.14
Сообщений: 1633
Это сообщение отредактировал i13th – 17.08.2023 – 10:56
Статус: Регистрация: 14.07.20
Сообщений: 1554
То, что это не передача звука – очевидно. Сеня другое интересует, это каким таким хреном они определили длину звуковой волны в вакууме?
Статус: Регистрация: 21.08.18
Сообщений: 125
С звуком в вакууме нас обманули, но КМК вся суть в последних трёх абзацах.
Это сообщение отредактировал ttx777 – 17.08.2023 – 11:02
Статус: Регистрация: 11.12.08
Сообщений: 3107
Бля! Что я прочитал. Грубо говоря – звук преобразовывается в электромагнитное поле, которое принимается другим датчиком и преобразовывается в звук.
Короче говоря, радиопередатчик с приемником. Говорим на одном конце, слышим на другом. Если так, то можно сказать, что в космосе происходит обмен информации с землей посредством звука.
А все эти радиоволны это всего лишь носитель звука.
Ох уж эти ученые из Университета Ювяскюля (Финляндия)
Это сообщение отредактировал sukhov2000 – 17.08.2023 – 11:19
Статус: Регистрация: 15.01.12
Сообщений: 941
То есть нифига не ПИУ-ПИУ??
Статус: Регистрация: 26.04.13
Сообщений: 1640
Статус: Регистрация: 2.10.17
Сообщений: 986
И причем тут звук, если идет преобразование звуковой волны в электромагнитную в передатчике и обратно в приемнике?!
Статус: Регистрация: 19.06.23
Сообщений: 186
И какой смысл так заморачиваться, если можно просто воспользоваться, скажем радиоволной?
Размещено через приложение ЯПлакалъ
Статус: Регистрация: 9.07.12
Сообщений: 451
Находясь рядом с соплом ракетного или плазменного двигателя, наверное, можно услышать какой-то звук в космосе, но недолго, – испарится голова слушателя
Статус: Регистрация: 15.11.17
Сообщений: 20624
Странно, почему мы не слышим музыку звёзд?
Статус: Регистрация: 9.12.05
Сообщений: 4723
Короче, даже выйдя в открытый космос на МКС нельзя педреть, чтобы никто не услышал
Это сообщение отредактировал ENRIQUE – 17.08.2023 – 14:33
Понравился пост? Еще больше интересного в Телеграм-канале Плакалъ!
1 Пользователей читают эту тему (0 Скрытых Пользователей)
Просмотры темы: 1992
Открытие: Звук в вакууме
В культовом слогане научно-фантастического фильма 1979 года Чужой говорится, что в космосе никто не услышит твоего крика. Это объясняется тем, что космос — это вакуум, область, лишенная каких-либо частиц. Звуковые волны распространяются, проходя через частицы среды, например воздуха или воды, от источника к получателю. Таким образом, в вакууме нет никакой среды для распространения звука. Космическое пространство на самом деле не является полным вакуумом, поскольку содержит небольшое количество газа, плазмы и других частиц. Но эта материя окружена огромными пространствами пустоты.
Однако в новом исследовании, опубликованном 14 июля в журнале Communications Physics, ученые показали, что звук может перемещаться в вакууме. К сожалению, это не распространяется на человеческие крики.
Эксперимент и его результаты
В новом эксперименте исследователи передавали звуковые волны через вакуум между двумя кристаллами оксида цинка, преобразуя колебания в пульсации в электрическом поле между объектами.
Кристалл оксида цинка является пьезоэлектрическим материалом, то есть при приложении к нему силы или тепла он создает электрический заряд. Поэтому, когда на один из таких кристаллов подается звук, он создает электрический заряд, который вызывает искажение близлежащих электрических полей. Если кристалл имеет общее электрическое поле с другим кристаллом, то магнитное искажение может распространяться от одного к другому через вакуум. Помехи отражают частоту звуковых волн, поэтому принимающий кристалл может превратить помехи обратно в звук по ту сторону вакуума.
Ограничения и перспективы
Однако искажения не могут распространяться на расстояние, превышающее длину одной звуковой волны. Теоретически это работает с любым звуком, независимо от того, насколько мала длина волны этого звука, при условии, что зазор между кристаллами достаточно мал.
Метод не всегда надежен. В значительной части экспериментов звук передавался между двумя кристаллами не полностью: части волны искажались или отражались при прохождении через электрическое поле, обнаружили исследователи. Однако иногда пьезоэлектрические кристаллы идеально передавали всю звуковую волну.
В большинстве случаев эффект невелик, но мы также обнаружили ситуации, когда вся энергия волны проходит через вакуум со 100%-ной эффективностью, без каких-либо отражений, — заявил соавтор исследования Илари Маасилта, физик-материалист из Университета Ювяскюля (Финляндия).
По словам ученых, это открытие может в будущем помочь в разработке микроэлектромеханических компонентов, подобных тем, которые используются в смартфонах и другой технике.
Заключение
Финские учёные выяснили, что звук может передаваться в вакууме. Открытие условий, в которых звук проходит через идеальный вакуум, поможет в разработке MEMS-электроники и систем теплоотвода, считают исследователи.
Как известно, звук представляет собой колебания молекул воздуха: движение одних вызывает смещение соседних молекул, что в итоге создаёт звуковую волну, улавливаемую слуховым аппаратом человека (подробнее о том, как это происходит, читайте здесь). Однако в вакууме всё это невозможно — там попросту нечему колебаться и создавать звуковые волны.
Вместе с тем в вакууме распространяются электромагнитные поля, что позволяет пьезоэлектрическим кристаллам, деформирующимся под воздействием тех же звуковых волн, вырабатывать электричество. А следовательно, и генерировать новые поля.
Финские физики Жуоран Генг и Илари Маасилта из Университета Ювяскюля провели ряд экспериментов с пьезоэлектрическими датчиками, что позволило им, по их собственным словам, доказать полное акустическое туннелирование в вакууме. В ходе эксперимента учёные создали «туннель», через который и передали сигнал.
Для своего исследования Генг и Маасилта использовали пьезодатчики, превращающие звуковые волны в электрическое напряжение, и наоборот. Пьезоэлементы были разделены зазором, чей размер был меньше, чем длина волны передаваемого сигнала. В результате звук как бы перешёл от одного элемента к другому, сохранив свою мощность.
В качестве пьезоэлементов использовался оксид цинка. Звуковые колебания создавали механическое напряжение в цинке, что порождало в нём электрическое напряжение, что, при определённых условиях, образовывало электромагнитное поле. Если в радиусе действия одного кристалла оказывался второй, он преобразовывал электрическую энергию обратно в механическую, то есть в исходный акустический сигнал, благодаря чему происходила передача звука от одного источника к другому.
По словам Генга и Маасилты, эффект не зависит от частоты звука. Если зазор между датчиками не превышает длины волны, то такой способ подходит для передачи как ультразвука, так и сверхзвуковых частот. Физики отметили, что обнаруженное решение может помочь в развитии квантовой связи.
«Эффект невелик, но мы обнаружили ситуации, когда энергия волны проходит через вакуум без каких-либо отражений со 100% эффективностью», — отметил Илари Маасилта. По мнению учёного, открытое явление также найдёт своё применение в MEMS-электронике, построенной на микроэлектромеханических компонентах, и даже в сфере отвода тепла от приборов, находящихся в вакууме.
Звуком обычно называют всё то, что может услышать человек. Диапазон частот слышимого нами звука лежит в пределах от 16 Гц до 20 кГц. Это соответствует 16–20 000 колебаний в секунду. Источником звука может выступать тело, совершающее механические колебания в газообразной, жидкой или твёрдой средах.
Таким образом, звук – это особый вид механических колебаний упругой среды, способный вызывать слуховые ощущения. Поэтому звуковые волны, в отличие от электромагнитных, могут распространяться только в сплошной упругой среде, частицы которой способны колебаться.
Это доказал в1660 году британский ученый Роберт Бойль с помощью эксперимента. Он опустил часы в банку и откачал из нее воздух. Звук работающих часов полностью отсутствовал.
Космическое пространство приближено к состоянию физического вакуума, там очень низкие плотность вещества и давление. В таких условиях звук распространяться не может, так как в вакууме нет атомов и молекул, способных передавать механические колебания.
Всё это наглядно демонстрирует экспонат «Звук в вакууме», состоящий из колокольчика, установленного на столешнице под стеклянным куполом. При нормальных условиях (наличие воздуха под куполом) слышен звон колокольчика после нажатия кнопки. Откачав воздух внутри купола, колокольчик перестаёт звенеть. Наличие вакуума под куполом подтверждается также крутящимся вентилятором, перед которым нет движения воздуха.
Есть ли звук в космосе? Вы можете удивиться.
Мы все это знаем. “Есть ли звук в космосе?” Казалось бы, простой вопрос, на который сложнее ответить. А иногда даже за кажущимся полным ответом скрываются неожиданные и удивительные находки.
В одной из предыдущих статей мы писали о десяти самых шумных звуках на Земле. Но что, если мы переместимся в космос с планеты Земля? Может ли в космосе сработать сирена?
Используя школьные учебники или Интернет, мы обычно узнаем, что для распространения звука должен быть какой-то носитель, чаще всего воздух. Отдельные молекулы, испускаемые источником звука, колеблются в воздухе, постепенно сталкиваются друг с другом и передают звуковую волну в космос. Однако в космосе практически нет воздуха. Другими словами, плотность частиц воздуха настолько мала, что космическое пространство представляет собой вакуум. Поскольку нет воздуха, который мог бы вибрировать, звук не может перемещаться в космосе. Поэтому даже мощный взрыв станет неслышимым через доли секунды.
Но так ли это на самом деле? Ну не совсем. Есть другой тип волн, которым для распространения не требуется ничего, кроме ткани пространства. Это гравитационные волны. Не будем слишком углубляться в физику. Достаточно сказать, что их существование было ранее предсказано Эйнштейном в его теории относительности. Позже, но всего несколько лет назад, его предсказания подтвердились научно.
https://www.youtube-nocookie.com/embed/CnXzqP-l5hc?rel=0&controls=1&showinfo=0&enablejsapi=1&width=560&height=315&0=width%3D%22500%22310.55900621118&v=CnXzqP-l5hc
Как все это работает? Например, столкновение двух массивных черных дыр с эквивалентным весом 25 и 35 Солнц создает одну новую черную дыру с эквивалентным весом 55 Солнц. Оставшаяся «исчезнувшая» масса излучается в космос в форме чистой энергии, а именно в форме гравитационных волн, распространяющихся по космическим волокнам. Тогда все, что нам нужно, это подходящее устройство, которое может улавливать эти гравитационные волны, и мы могли бы услышать столкновение, упомянутое выше.
Ну и в заключение, есть ли звук в космосе? Нет, но да. Нет, в той классической форме, которую можно слышать человеческим ухом, но да, если есть подходящее устройство и процедура, чтобы слушать это во Вселенной.
Тем не менее, беспокоиться не о чем. Как только Telegrafia начнет разрабатывать системы раннего предупреждения для новых космических колоний, они определенно станут более практичными 🙂
Распространение звука в вакууме — процесс перемещения акустических волн в нематериальном пространстве.
Звук действительно передаётся в вакууме, но совсем не так, как показывают в кино
Читать в полной версии
Источник изображения: Pixabay
Жуоран Генг (Zhuoran Geng) и Илари Маасилта (Ilari Maasilta) из Университета Ювяскюля (Финляндия) утверждают, что их работа отражает первое строгое доказательство полного акустического туннелирования в вакууме. Всё, что нужно для эксперимента, — это два пьезоэлектрических датчика, каждый из которых способен превращать звуковые волны в электрическое напряжение (и наоборот). При этом пьезоэлементы должны быть разделены зазором, меньшим, чем длина волны передаваемого звука. В результате звук «перейдёт» от одного элемента к другому с полной силой, если соблюсти необходимые условия.
Источник изображения: Geng and Maasilta, Commun. Phys., 2023)
«В большинстве случаев эффект невелик, но мы также обнаружили ситуации, когда полная энергия волны переходит через вакуум со 100 % эффективностью, без каких-либо отражений, — рассказал Маасилта. — Таким образом это явление может найти применение в микроэлектромеханических компонентах (MEMS, технология смартфонов) и в управлении теплом».