Comment pouvez-vous concentrer le son?

Je ne pense à personne ici a vraiment répondu à votre question. Dans ce cas, le son est « focalisé » à laide de réseaux phasés . La face du projecteur audio comporte plusieurs transducteurs:

Flickr

Le même signal est émis de chacun deux, mais légèrement retardé de valeurs différentes, de sorte que les fronts donde atteignent tous le même point devant lappareil en même temps. Ce « focus virtuel » est appelé formation de faisceaux .

ref ref

Cest ainsi que les radars modernes concentrent également leurs faisceaux. de faire tourner une antenne parabolique, ils ont lo ts de petits éléments qui ne bougent pas, mais les signaux sont retardés pour produire différentes formes de faisceaux.

Commentaires

• Que ' est en fait une diffraction, pas une focalisation.
• Diffraction? Envisagez-vous une expérience à deux fentes?
• @ ptomato- les faisceaux individuels se diffractent comme nimporte quel faisceau … mais leffet de lintroduction dun retard de phase variable entre les faisceaux pour créer un nouveau front donde est analogue à un front donde traversant une lentille, acquérant un déphasage en fonction de la longueur de chaque passe
• à chaque passe (faute de frappe) – > chaque chemin
• Bonjour, est-il vrai que le " point " sur lequel il se concentre peut être arbitrairement petit (beaucoup plus petit que la longueur donde elle-même? ) Aussi, je me demandais: si toutes les ondes sont des ondes sinusoïdales, est-ce que londe super-focalisée au point focal sera également une onde sinusoïdale (même forme), ou sera-ce une forme modifiée avec la même fréquence? (Je peux voir intuitivement que ce serait évidemment la même fréquence, mais je ne suis pas sûr de la forme du graphique de la façon dont lamplitude à ce point focal va monter et descendre)

Le son est un type donde, il a donc toutes les propriétés donde similaires à dautres ondes telles que les ondes lumineuses. Pour les ondes lumineuses, vous pouvez utiliser une lentille pour focaliser la lumière. Un objectif a un indice de réfraction plus élevé ou une vitesse de la lumière inférieure à celle de lenvironnement. La même chose est vraie pour les ondes sonores, donc ce dont vous avez besoin est de créer une région à haute réfraction [1].

Lair qui nous entoure peut être approximé par le gaz idéal, donc la vitesse du son est [2 ]

$ c = \ sqrt {\ gamma \ frac {P} {\ rho}} $

où $ \ gamma $ est lindice adiabatique, $ p $ est la pression de lair, $ \ rho $ est la densité de lair

Ici, nous voulons créer une région à haute réfraction, ou à faible vitesse du son équivalente. Il y a peu de moyens dy parvenir, lun est de diminuer la pression, un autre est de diminuer la température (par la loi des gaz parfaits $ PV = NRT $). Cependant, dans les deux cas, vous avez besoin soit dun récipient rigide, soit dun réfrigérateur à proximité pour le garder au froid.

Dun autre côté, laugmentation de la densité peut être facilement réalisée en utilisant un gaz lourd tel que le dioxyde de carbone . Il vous suffit de remplir le gaz dans un ballon et celui-ci peut agir comme une lentille acoustique très simple. Notez que la taille du ballon ou de tout autre récipient doit être grande par rapport à la longueur donde. Il existe également dautres méthodes pour mettre au point le son sans utiliser dobjectif. [3]

Comme dit précédemment, le même mécanisme peut être appliqué pour une autre vague, par exemple une vague deau. Dans un réservoir deau peu profonde, lajout dun obstacle en forme de lentille au fond peut faire converger la vague deau car la vague deau se déplace lentement dans la région peu profonde. Cette expérience peut être facilement réalisée dans sa propre maison.

[1] http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/refrac.html

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_sound#Speed_in_ideal_gases_and_in_air

[3] http://focus.aps.org/story/v14/st3

Commentaires

• I pense que construire des réflecteurs serait plus facile que des lentilles

Ces projecteurs audio fonctionnent en émettant des ultrasons à deux différentes fréquences; cest la courte longueur donde de lultrason qui fait que le faisceau est ainsi dirigé.Les deux ondes interfèrent et produisent une somme et des tons différents à des fréquences de $ f_1 + f_2 $ et $ f_1-f_2 $; si les fréquences ultrasonores sont, disons, $ f_1 = 45 \, $ kHz et $ f_2 = 44 \, $ kHz, la tonalité de différence sera à $ 1 $ kHz qui est dans la gamme audible pour les humains.

Je connaissais des personnes qui envisageaient dutiliser des projecteurs audio pour le contrôle du bruit il y a quelque temps, mais (IIRC) le consensus général est que puisque vous soumettez vos victimes à de très grandes quantités de bruit ultrasonique (supérieur à 100 dB), ces appareils sont probablement pas trop sûr pour une utilisation continue. (Ou du moins, leur sécurité n’était en aucun cas assurée.)

De manière générale, vous focalisez le son de la même manière que vous focalisez la lumière – soit en la réfléchissant à partir dune surface parabolique, soit en la laissant passer à travers une lentille acoustique. Une lentille acoustique est comme une lentille optique en ce quelle est constituée dun matériau avec une vitesse de propagation du son différente, avec une épaisseur variable. Voir larticle Wikipedia sur les miroirs acoustiques .

Commentaires

• Vous peut également focaliser la lumière à laide de lentilles diffractives
• Comme pour le son, mais je voulais garder la réponse simple 😉
• @belisarius: en.wikipedia.org/wiki/Zone_plate
• Un ballon rempli de CO $ {} _ 2 $ est une lentille acoustique grossière. Affrontez un ami et parlez-lui. Ensuite, placez un ballon rempli de CO $ {} _ 2 $ entre sa tête et la vôtre. Sa voix sera plus forte.