소리를 어떻게 집중시킬 수 있습니까?

아무도 생각하지 않습니다. 여기에서 귀하의 질문에 실제로 답변했습니다.이 경우 사운드는 위상 배열 을 사용하여 “집중”됩니다. 오디오 스포트라이트의 표면에는 여러 변환기가 있습니다.

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동일한 신호가 출력됩니다. 각각 다른 양으로 약간 지연되어 웨이브 프론트가 모두 동시에 장치 앞의 동일한 지점에 도달합니다.이 “가상 초점”을 라고합니다. 빔 포밍 .

ref ref

이것은 최신 레이더가 빔에 초점을 맞추는 방법입니다. 대신 위성 접시를 빙빙 돌려 움직이지 않는 작은 요소의 ts, 그러나 신호는 다른 빔 모양을 생성하기 위해 지연됩니다.

댓글

• 그 '는 실제로 초점이 아닌 회절입니다.
• 회절? 2- 슬릿 실험을 생각하고 계십니까?
• @ ptomato- 개별 빔은 어떤 빔과 마찬가지로 회절합니다.하지만 빔 사이에 가변 위상 지연을 도입하여 새로운 파면을 생성하는 효과는 유사합니다. 렌즈를 통과하는 파면으로, 각 패스의 길이에 따라 위상 편이를 획득합니다.
• 각 패스 (오타)-> 각 패스
• 안녕하세요, 초점을 맞추는 " 점 "이 임의로 작을 수 있다는 것이 사실인가요 (파장 자체보다 훨씬 작습니까? ) 또한 궁금했습니다. 모든 파동이 사인파라면 초점에서 슈퍼 포커스 된 파동도 사인파 (동일한 모양)가 될까요, 아니면 동일한 주파수로 수정 된 모양이 될까요? (직관적으로 동일한 주파수라는 것을 알 수 있지만 해당 초점에서 진폭이 어떻게 위아래로 이동하는지 그래프의 모양에 대해서는 확실하지 않습니다.)

사운드는 파동의 일종이므로 광파와 같은 다른 파동과 유사한 모든 파동 속성을 갖습니다. 광파의 경우 렌즈를 사용하여 빛의 초점을 맞출 수 있습니다. 렌즈는 환경보다 굴절률이 높거나 광속이 낮습니다. 음파도 마찬가지이므로 고굴절 영역을 만드는 것이 필요합니다 [1].

우리를 둘러싼 공기는 이상 기체로 근사 할 수 있으므로 음속은 [2 ]

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

여기서 $ \ gamma $는 단열 지수, $ p $는 압력 공기, $ \ rho $는 공기의 밀도입니다.

여기서 우리는 굴절률이 높거나 음속이 낮은 영역을 만들고 싶습니다. 이를 달성하는 방법은 거의 없습니다. 하나는 압력을 낮추는 것이고 다른 하나는 온도를 낮추는 것입니다 (이상 기체 법칙 $ PV = NRT $에 따름). 그러나 두 경우 모두 차갑게 보관하기 위해 단단한 용기 나 그 근처에 냉장고가 필요합니다.

반면에 이산화탄소와 같은 무거운 가스를 사용하면 밀도를 쉽게 높일 수 있습니다. . 풍선에 가스를 채우면 매우 간단한 음향 렌즈 역할을 할 수 있습니다. 풍선이나 다른 용기의 크기는 파장에 비해 커야합니다. 렌즈를 사용하지 않고 사운드에 초점을 맞추는 다른 방법도 있습니다. [3]

이전에 말했듯이, 물결과 같은 다른 물결에도 동일한 메커니즘을 적용 할 수 있습니다. 얕은 수조의 경우 하단에 렌즈 모양의 장애물을 추가하면 얕은 지역에서는 물결이 천천히 움직이기 때문에 물결이 수렴 할 수 있습니다. 이 실험은 집에서 쉽게 수행 할 수 있습니다.

[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

댓글

• I 반사판을 만드는 것이 렌즈보다 쉬울 것이라고 생각합니다.

이 오디오 스포트라이트는 초음파를 2 개에서 방출하여 작동합니다. 다른 주파수; 빔이 그렇게 지향되게하는 것은 초음파의 짧은 파장입니다.두 파동은 $ f_1 + f_2 $ 및 $ f_1-f_2 $의 주파수에서 서로 간섭하고 합과 다른 톤을 생성합니다. 초음파 주파수가 $ f_1 = 45 \, $ kHz 및 $ f_2 = 44 \, $ kHz 인 경우 차이 톤은 인간의 가청 범위에있는 $ 1 $ kHz가됩니다.

저는 얼마 전에 소음 제어를 위해 오디오 스포트라이트를 사용하는 것을 살펴본 사람들을 알고 있었지만 (IIRC) 일반적인 합의는 피해자에게 매우 많은 양의 초음파 소음 (100dB 이상)을 가하고 있기 때문에 이러한 장치는 지속적으로 사용하기에 너무 안전하지 않을 수 있습니다. (또는 적어도 안전이 보장되지 않았습니다.)

일반적으로 빛의 초점을 맞추는 것과 같은 방식으로 사운드에 초점을 맞 춥니 다. 포물선 표면에서 반사하거나 음향 렌즈를 통과하게합니다. 음향 렌즈는 재료로 구성되어 있다는 점에서 광학 렌즈와 같습니다. 다양한 두께의 사운드 전파 속도가 다릅니다. 음향 미러 에 대한 Wikipedia 문서를 참조하세요.

댓글

• 나 회절 렌즈를 사용하여 빛에 초점을 맞출 수도 있습니다.
• 소리와 마찬가지로 대답은 간단하게 유지하고 싶었습니다;-)
• @belisarius : en.wikipedia.org/wiki/Zone_plate
• CO $ {} _ 2 $로 채워진 풍선은 조잡한 음향 렌즈입니다. 친구를 대면하고 그에게 이야기하십시오. 그런 다음 그의 머리와 당신의 머리 사이에 CO $ {} _ 2 $로 채워진 풍선을 넣으십시오. 그의 목소리가 더 커질 것입니다.