Come puoi concentrare il suono?

Non credo che nessuno here ha davvero risposto alla tua domanda. In questo caso, il suono è “focalizzato” utilizzando array a fasi . La parte anteriore del riflettore audio ha più trasduttori:

Flickr

Viene emesso lo stesso segnale da ciascuno di essi, ma leggermente ritardato di quantità diverse, in modo che i fronti donda raggiungano tutti lo stesso punto davanti al dispositivo contemporaneamente. Questo “focus virtuale” è chiamato beamforming .

ref ref

Questo è il modo in cui anche i radar moderni focalizzano i loro raggi. Invece di far girare unantenna parabolica, lo hanno fatto ts di piccoli elementi che non si muovono, ma i segnali vengono ritardati per produrre fasci di forme diverse.

Commenti

• Quella ' è effettivamente diffrazione, non focalizzata.
• Diffrazione? Stai pensando a un esperimento a due fenditure?
• @ ptomato- i singoli fasci diffrangono come farebbe qualsiasi fascio … ma leffetto dellintroduzione di un ritardo di fase variabile tra i fasci per creare un nuovo fronte donda è analogo a un fronte donda che passa attraverso una lente, acquisendo lo spostamento di fase in base alla lunghezza di ogni passaggio
• ogni passaggio (errore di battitura) – > ogni percorso
• Salve, è vero che il " punto " su cui si concentra può essere arbitrariamente piccolo (molto più piccolo della lunghezza donda stessa? ) Inoltre, mi chiedevo: se tutte le onde sono onde sinusoidali, londa super focalizzata nel punto focale sarà anche unonda sinusoidale (stessa forma), o sarà una forma modificata con la stessa frequenza? (Posso vedere intuitivamente che sarebbe ovviamente la stessa frequenza, ma non sono sicuro della forma del grafico di come lampiezza in quel punto focale andrà su e giù)

Il suono è un tipo di onda, quindi ha tutte le proprietà dellonda simili ad altre onde come le onde luminose. Per le onde luminose, puoi usare una lente per focalizzare la luce. Una lente ha un indice di rifrazione più elevato o una velocità della luce inferiore rispetto allambiente. Lo stesso vale per londa sonora, quindi ciò di cui hai bisogno è creare una regione ad alta rifrazione [1].

Laria che ci circonda può essere approssimata dal gas ideale, quindi la velocità del suono è [2 ]

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

dove $ \ gamma $ è lindice adiabatico, $ p $ è la pressione di laria, $ \ rho $ è la densità dellaria

In questo caso, vogliamo creare una regione con unelevata velocità di rifrazione, o equivalentemente bassa. Ci sono pochi modi per ottenere questo risultato, uno è diminuire la pressione, un altro modo è diminuire la temperatura (per la legge dei gas ideali $ PV = NRT $). Tuttavia, in entrambi i casi, è necessario un contenitore rigido o un frigorifero vicino per mantenerlo freddo.

Daltra parte, aumentare la densità può essere facilmente ottenuto utilizzando un gas pesante come lanidride carbonica . Hai solo bisogno di riempire il gas in un palloncino e può agire come una lente acustica molto semplice. Notare che la dimensione del palloncino o di un altro contenitore deve essere grande rispetto alla lunghezza donda. Esistono anche altri metodi per mettere a fuoco il suono senza utilizzare lobiettivo. [3]

Come detto prima, lo stesso meccanismo può essere applicato ad altre onde, ad esempio unonda dacqua. In un serbatoio per acque poco profonde, laggiunta di un ostacolo a forma di lente sul fondo può far convergere londa dellacqua perché londa dellacqua si muove lentamente nella regione poco profonda. Questo esperimento può essere facilmente eseguito a casa.

[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

Commenti

• I pensare che costruire riflettori sarebbe più facile che lenti

Questi “riflettori audio” funzionano emettendo ultrasuoni a due frequenze diverse; è la breve lunghezza donda degli ultrasuoni che fa sì che il raggio sia così diretto.Le due onde interferiscono e producono somma e toni differenti alle frequenze di $ f_1 + f_2 $ e $ f_1-f_2 $; se le frequenze degli ultrasuoni sono, ad esempio, $ f_1 = 45 \, $ kHz e $ f_2 = 44 \, $ kHz, la differenza di tono sarà a $ 1 $ kHz che è nella gamma udibile per gli esseri umani.

Qualche tempo fa conoscevo alcune persone che pensavano di utilizzare i riflettori audio per il controllo del rumore, ma (IIRC) il consenso generale è che poiché “stai sottoponendo le tue vittime a quantità molto elevate di rumore ultrasonico (maggiore di 100 dB), questi dispositivi sono probabilmente non troppo sicuro per un uso continuo. (O, almeno, la loro sicurezza non era in alcun modo garantita).

A livello generale, focalizzi il suono nello stesso modo in cui focalizzi la luce, riflettendola da una superficie parabolica o facendola passare attraverso una lente acustica. Una lente acustica è proprio come una lente ottica in quanto è costituita da un materiale con una diversa velocità di propagazione del suono, con spessore variabile. Consulta larticolo di Wikipedia su specchi acustici .

Commenti

• Tu può anche mettere a fuoco la luce usando lenti diffrattive
• Come per il suono, ma volevo mantenere la risposta semplice 😉
• @belisarius: en.wikipedia.org/wiki/Zone_plate
• Un palloncino riempito di CO $ {} _ 2 $ è una rozza lente acustica. Affronta un amico e parlagli. Quindi metti un palloncino pieno di CO $ {} _ 2 $ tra la sua testa e la tua. La sua voce sarà più forte.