Cymatics ги проучува својствата на брановите, термин кој го измислил швајцарскиот научник Ханс Џени. За прв пат, научник го снимил на фотографски филм ефектот на звучниот бран на супстанции од различна природа - песок, вода, глина, расфрлани на површината на челична плоча, под влијание на осцилаторни движења на различни фреквенции, тие зедоа на нарачана шема.
Cymatics ги проучува својствата на брановите, термин кој го измислил швајцарскиот научник Ханс Џени.За прв пат, научник го снимил на фотографски филм ефектот на звучниот бран на супстанции од различна природа - песок, вода, глина, расфрлани на површината на челична плоча, под влијание на осцилаторни движења на различни фреквенции, тие зедоа на нарачана шема. Сликите на шаблонот зависеле од фреквенцијата на бранот; колку е поголема фреквенцијата, толку е покомплексна шемата добиена од влијанието на звучните бранови.
Циматика е наука за својствата на брановите кои формираат облик.
Ханс Џени ја продолжи работата на германскиот научник Ернст Кладни (1756-1827).Научникот спровел експерименти за ефектот на звучните бранови на капки вода и повторно и повторно дошол до заклучок дека истите закони за хармонична организација важат за неорганска и органска материја.
Хармоничарите рекоа дека „звукот е космичка патека или зраци на создавањето, дијагонала на космичкиот извор“.
Светот на бојата, звукот и формата е управуван од истите закони, а постојат блиски односи меѓу хармониците и хармониците. Хармоничарите рекоа дека звукот е космичка патека или зраци на создавање, дијагонала на космичкиот извор.
Во медитацијата, светлината и тишината стануваат идентични, создавајќи трансформација.
Популарна теорија за потеклото на универзумот, поддржана од повеќето теоретичари - Теоријата на Биг Бенг“. Според оваа теорија, нашиот Универзум некогаш бил бесконечно мал куп, супер-густ и загреан на многу високи температури. Оваа нестабилна формација одеднаш експлодирала, просторот брзо се проширил, а температурата на летечките високоенергетски честички почнала да се намалува. Експлозијата беше толку моќна што светлосните и звучните бранови кои се резултат на оваа експлозија ја трансформираат нивната енергија во се повеќе и повеќе нови форми, додекамилиони години создавајќи го светот во различни варијации на енергијата на звучните и светлосните бранови.
Броеви и звуци
Проучувањето на принципите кои лежат помеѓу музиката и математиката, помеѓу звукот и бројот, го привлекува вниманието на научниците уште од времето на Питагора.
Во дваесеттите години на минатиот век, германскиот научник Ханс Кајзер ја развил теоријата на светските хармоници, оживувајќи ја заборавената наука за призвук (хармоника).
Кајзер ги истражуваше шаблоните што лежат помеѓу звукот и бројот.
Висината и должината на жицата се меѓусебно поврзани, истакна Кајзер, односно квалитетот може да се изведе од квантитетот. Кајзеровата теорија вели дека принципот на односот на цели броеви е основа не само на музиката, туку и на многу науки (хемија, физика, астрономија итн.). Според Кајзер, оние форми во природата во кои има хармонични односи во човечката перцепција се сметаат за поубави. Односите засновани на октавата (2:1), четвртата (3:2), третата (5:4) се особено пропорционални.
Енергијата на Универзумот може да се изрази со октавата на звучниот спектар, октавата на светлосниот спектар и геометриски - хиерархијата на кристалните форми. Постои доказна врска помеѓу фреквенциите на звукот, бојата и геометриската форма. Науката која ги проучува облиците на кристалите и нивната внатрешна структура се нарекува кристалографија. Енергиите на манифестираните форми постојат во тесна интеракција, трансформирајќи се една во друга, овие енергии создаваат нови форми.
Форма и звуци
ВО научно истражувањеД-р Џени, позната како „Cymatics“, авторот ја демонстрирал геометријата на звучните вибрации користејќи тенки контејнери исполнети со следниве медиуми: песок, спори на габата Lygodeum, влажен малтер од Париз и разни форми на течност со ситни честички или „ колоиди“ кои лебдат во нив.
Од особен интерес за оваа книга е колоидна течност. Додека мируваат, колоидите се рамномерно распоредени во течноста, а водата станува заматена. Д-р Џени оваа состојба ја нарекува „хидродинамичка дисперзија“.
Меѓутоа, кога контејнерот бил вибриран до чисти дијатонски звуци, честичките во течноста се собрале во подредени и изолирани видливи геометриски обрасци, од кои многу имале дводимензионални и тридимензионални структури. Со други зборови, беше можно да се набљудува формирана и јасно воочена длабочина во нив, односно тие не беа „рамни“. Во оваа книга, ова е една од најважните точки што треба да ги научите и запомните бидејќи обезбедува убедливи визуелни докази за концептите што ги дискутиравме.
Постојат пет основни тродимензионални форми, а ние ги знаеме како Платонски цврсти тела, бидејќи заслугата за нивното откритие е на грчкиот филозоф Платон. Важно е да се биде многу јасен: набљудувајќи ги овие форми, ние всушност ги набљудуваме вибрациите. Самите форми можеби не „постојат“ како физички објект, туку се холограм. Ако се обидете да ги зграпчите или да ги вознемирите, тие едноставно ќе исчезнат и ќе се претворат во бранови околу вашите прсти. Сепак, без да бидат вознемирени, формите ќе постојат како многу реална вибрација и ќе го вршат истиот притисок врз телото што го чувствувате од многу силен звук или плескање гром.
Сега кога видовме вибрациони обрасци кои работат во етер сличен на течност, знаеме дека линиите на сила создадени од нивниот притисок даваат нов увид во динамиката на гравитацијата. Со убедливи докази за тоа како се формираат овие геометрии структурни карактеристикиповршините на Земјата, како што се континентите, подводните гребени и планинските формации, повеќе нема да бидеме заслепени од вистината. И само прашање на време е кога едноставните набљудувања ќе се претворат во општо познато знаење за најголемиот дел од човештвото.
Исто така, многу е важно да се спомене следново: кога учениците на Фулер ја подигнаа фреквенцијата во топката, или Џени ја подигна фреквенцијата во водата, старите форми се раствораа и исчезнаа, а на нивно место се појави посложена. геометриска форма. Овој феномен функционираше и обратно: кога фреквенцијата беше спуштена на првобитната вредност, геометриите со иста форма повторно се појавија.
Затоа, додека ја проучуваме динамиката на етерот, ќе видиме дека како што се зголемува вибрациската фреквенција (или напон) на енергија во дадена област, самата геометрија на таа област, како онаа што ја формира Земјата, спонтано ќе се трансформира во повеќе висок редтешкотии. И ефектите од подигање и намалување на фреквенцијата се случуваат во текот на Создавањето, вклучувајќи ги и сите наши тела Сончев системкога се движи во Галаксијата.
Работата на д-р Спилхаус покажа дека гравитационото поле на Земјата веќе поминало низ неколку слични трансформации од исконскиот „мега-континент“ Пангеа. Во тоа време Земјата имаше единствена кора. Ова беше пред движењето за проширување, кое сега се разгледува во Теоријата за глобална тектонска експанзија, создадена во 1933 година од Ото Хилгенберг.
Звук и енергија
Звукот е струја на енергија што тече како млаз вода.Звукот може да го промени медиумот низ кој минува, а самиот тој се менува. Секој звучен бран е сила која создава соодветна реакција. Постои активна сила, рецептивна сила и областа на нивните интеракции.
Вибрации на согласкиформираат хармонични фреквенции, што доведува до привлечност субатомски честичкиеден на друг.
Дисонантни вибрациипредизвикуваат одвојување или експлозија на честичка или форма.
Еден американски научник кој живеел во 19 век, најголемиот дел од својот живот го посветил на проучување на звукот како сила, која со текот на времето почнала да служи во неговите експерименти како примарен импулс за возбудлива мистериозна енергија.Еден од најголемите резултати креативна активностЏон Кили беше откритие на четириесет закони кои ги регулираат вибрациите.
Овие закони беа основата на физиката на симпатичните вибрации што тој ги создаде.
Оваа област на истражување, во која Џон Кили беше осамен пионер, ја испитува внатрешната природа на вибрационите феномени врз основа на симпатичните, односно резонантните интеракции.
Научникот рече дека звукот е „нарушување на атомската рамнотежа, уништувајќи ги постоечките атомски честички, а супстанцијата ослободена во овој случај несомнено мора да биде етерична струја од одреден ред“. Според него, сè во Природата вибрира, вибрира. Можеме да кажеме дека целата природа се заснова на вибрации на различни фреквенции, кои создаваат широк спектар на комбинации. Во исто време, „согласките“, хармонични комбинации предизвикуваат привлечност и се од креативна природа, додека нехармоничните предизвикуваат одбивност и уништување.
Пример за организирани вибрации е музиката.Кога две жици од музички инструмент се наместени во хармонична комбинација (на пример, трета, петта, октава), движењето на едната од нив доведува до одговор во другата.
Но, уште од античко време, позната е друга музика, „музиката на сферите“, создадена од Сонцето, Месечината и планетите. Денес можеме да ја слушнеме оваа музика во компјутерски аранжман, но можеби за античките иницијативи звучела многу побогато и посветло.
Кили ја нарекол науката што ја основал Симпатична вибраторна физика „физика на симпатичните (одговорни) вибрации“. Тој успеа не само да ги комбинира основните физички концепти во оваа наука, туку и да ја надмине традиционалната „физика“, да ја комбинира со „метафизиката“, со она што лежи во доменот на непознатото, вклучително и во духовната сфера.
Физиката на симпатичните вибрации е сумирана во четириесет закони, кои го постулираат, особено, единството на силата и материјата, како и основната бесконечност на деливоста на второто. За Кили, силата е ослободена материја, а материјата е врзана сила, што беше брилијантно потврдено во дваесеттиот век во форма на формулата E=mc2, позната дури и на ученик. Според пресметките на Кили, енергијата содржана во кофа со вода е доволна за да го тргне нашиот свет од својот тек.
Меѓу најважните физички и метафизички категориикај Кили се однесува на концептот неутрален центар.Секое манифестирано тело во Универзумот, од атомот до ѕвездениот систем, има во својата основа неутрален центар, неуништлив фокус; Околу него е изградено сè што го препознаваме како материја, што е нејзина објективна манифестација.
„Четириесетте закони на физиката на симпатичките вибрации“
„Не постои поделба на материјата и силата на два различни концепти, бидејќи и двата се Едно. Силата е ослободена материја. Материјата е врзана сила.
Законот на материјата и силата.
Во основата на целата материја е бесконечен и непроменлив број на атомоли, ко-бесконечни со просторот и ко-вечни со времетраењето; тие се во постојано вибрационо движење, бесконечно по траење, непроменливи по количина и се потеклото на сите форми на енергија.
Законот за вибрации на телата.
Сите кохерентни агрегати, изолирани од слични тела или потопени во медиум кој се состои од материја во различни состојби, вибрираат со одреден тон.
Законот за вибрации на телата.
Сите кохерентни агрегати, кои не се изолирани од слични тела, вибрираат со период-фреквенција што хармонично корелира со основниот тон на вибрирачкото тело; овој тон е множител на атомолски тон.
Закон за хармониски вибрации.
Сите кохерентни агрегати постојано вибрираат со период-фреквенција која хармонично корелира со основниот тон на вибрирачкото тело; овој тон е множител на атомолски тон.
Законот за пренос на енергија од вибрации.
Сите осцилирачки и вибрирачки кохерентни агрегати создаваат, во медиумот во кој се потопени, концентрични бранови на наизменична компресија и реткост што се шират нанадвор со период-фреквенција еднаква на тонот на агрегатот.
Закон за симпатички осцилации.
Секоја кохерентна единица потопена во медиум што пулсира со фреквенција еднаква на природната фреквенција на единицата вибрира заедно со медиумот со иста фреквенција, без разлика дали тонот на медиумот е унисон или некоја хармоника на основниот тон на осцилирачкиот единица.
Закон за привлекување.
Блиските кохерентни единици кои вибрираат во дует или со однос на хармонична фреквенција меѓусебно се привлекуваат.
Закон за одбивност.
Блиските кохерентни агрегати кои вибрираат во дисонанца се одбиваат едни со други.
Закон за циклуси.
Хармонично поврзаните кохерентни агрегати формираат центри на вибрации кои се поврзани со основниот тон, но не се множители на хармониците, а секундарните врски меѓу нив предизвикуваат дисонантни тонови, без разлика дали тие се унисон или призвук на оригиналниот тон. Така, од хармонијата се раѓа дисхармонијата, неизбежната причина за бескрајните трансформации.
Закон за хармоници.
Секоја единица во состојба на вибрации, покрај нејзиниот главен тон, создава низа вибрации од симетрични фракциони делови од себе, што сочинуваат едно-, две-, три- или повеќекратна врска со главниот тон.
Закон на сила.Енергијата се манифестира во три форми:
- ГЕНЕРИРАЊЕ (вибрирачка единица),
- ПРЕНЕСУВАЊЕ (пропагирање на изохрони бранови во медиумот во кој е потопен),
- АТРАКТИВЕН (неговото влијание врз други единици способни да вибрираат во дует или хармонично со него).
Законот за вибрации на атомската супстанција.
Кохерентна атомска супстанција е способна да вибрира со тон што варира во директна пропорција со густината и обратно пропорционален на линеарните димензии во фреквенции од еден период по единица време (за 1-та октава) до фреквенцијата на 21-та октава, создавајќи генеративна силата на звукот (Sonity), чијашто преносна сила (Звук) се шири во цврсти, течни и гасовити медиуми, а нејзиниот статички ефект (Sonism) создава привлечност или одбивност помеѓу телата кои симпатично вибрираат во согласност со Законот за хармонично привлекување или одбивање.
Закон за густина на звукот.
Внатрешните вибрации на атомските супстанции и атомските молекули се способни да вибрираат со период-фреквенција директно пропорционална на нивната густина, обратно пропорционална на нивните линеарни димензии и директно пропорционална на нивниот интегритет во опсегот од 21-та до 42-та октава. Во овој случај се создава силата на генерирање на Соно-термичност, чијашто преносна сила на Звук-термичност (Sono-therm) се шири во цврсти, течни, гасовити и супергасовити медиуми и статички создава кохезија и обединување на молекулите или нивно распаѓање во во согласност со Законот за привлекување и одбивање.
Законот за атомски вибрации.
Сите атоми во состојба на напнатост се способни да вибрираат со фреквенција обратно пропорционална на коцката на нивната атомска тежина и директно пропорционална на степенот на нивниот интегритет, која се движи од 42-та до 63-та октава во секунда. Во овој случај, се создава генерирачка сила, Thermity, чијашто преносна сила, Radenergy *, се шири во цврст, течен, гасовит етер и произведува статички ефект (Кохезија и хемија) врз другите атоми, предизвикувајќи нивно соединување или распаѓање во согласност со Закон за хармонично привлекување и одбивност.
Законот за вибрации на атомски супстанции.
Атомите се способни да вибрираат во себе со фреквенција обратно пропорционална на Dyn (локален коефициент на гравитација) и атомски волумен и директно пропорционална на атомската тежина. Во овој случај се создава генерирачка сила (Електрична енергија), чијашто преносна сила се шири во атомско-моларна цврста, течна, гасовита средина и создава индуктивен и статички магнетен ефект врз другите атоми, предизвикувајќи нивно привлекување или одбивање во согласност со Законот за Хармонична привлечност и одбивност.
Законот за вибрации на атомите.
Атомолите кои вибрираат со ист тон (утврдени според нивната еднаква големина и тежина) создаваат генерирана сила, Атомолитет, чијашто форма на пренос, Гравитација, се шири во поретка средина и произведува статички ефект врз сите други атомоли, наречени Гравитација.
Законот за трансформација на силите.
Сите овластувања се различни формиУниверзална енергија, кои се разликуваат по нивните периоди-фреквенции, преминувајќи една во друга преку неразлични зголемувања; секоја форма зафаќа опсег од 21 октава.
Секоја форма или тон може да се претвори во еквивалентна јачина на друг тон повисок или помал на скалата од 105 октави. Оваа трансформација може да се изврши само преку статичко влијание, развиено или со вибрации на хармониските тонови, над и под нивниот фундаментален тон, или од блиските системи при собирање и одземање на нивните тонови, или на некој трет начин, во зависност од специфичните услови.
Закон за атомски тон.
Секој атом има свој специфичен тон на природна вибрација. Законот за промена на атомскиот тон преку енергијата на Рад. Висината на повисоките хармоници и призвукот на емитираното
Енергијата на рад е доволна за да предизвика експанзија на атомот; истото влијание, предизвикувајќи континуирано вибрирање на атомите, предизвикува компресија на атомот; Така, преку промена на волуменот, тонот на атомот се менува.
Законот за промена на атомскиот тон преку електрична енергија и магнетизам.
Електричната енергија и магнетизмот создаваат внатрешни вибрации во атомот, кои се придружени со пропорционални промени во неговиот волумен, а со тоа и во тонот.
Една од грешките модерната наукае разгледувањето на некои феномени изолирано од другите, физиката на симпатичните вибрации ни ја открива бесконечноста на универзумот, во кој сите предмети и појави се делови од Едната Целина.објавено
Ефектот на музиката врз структурата на водата. Експерименти на јапонски научници.
За влијанието врз водата едноставни зборовии мислите
Меморија на вода. Љубовни магии на вода. Снимање на пренос на REN-TV.
Фрагмент документарен филм « Тајни приказни: Законот за светско кодирање“.
Телевизиската компанија РЕН ТВ, програмата се емитуваше во декември 2009 година.
П.С. И запомнете, само со промена на вашата свест, ние заедно го менуваме светот! © econet
Хидроакустика (од грчки хидор- вода, акустика- аудитивни) - наука за појавите што се случуваат во водната срединаи поврзани со ширење, зрачење и примање на акустични бранови. Тоа вклучува прашања за развој и создавање на хидроакустични уреди наменети за употреба во водната средина.
Историја на развој
Основи на хидроакустика
Карактеристики на ширење на акустични бранови во вода
Компоненти на ехо настан.
Почеток на сеопфатна и основни истражувањаза ширење на акустични бранови во вода беше иницирано за време на Втората светска војна, што беше диктирана од потребата да се реши практични проблеми морнариции првенствено подморници. Експерименталната и теоретската работа продолжи во повоени годинии сумирани во голем број монографии. Како резултат на овие работи, беа идентификувани и разјаснети некои карактеристики на ширењето на акустичните бранови во вода: апсорпција, слабеење, рефлексија и прекршување.
Апсорпција на енергија на акустични бранови во морска водае предизвикана од два процеса: внатрешно триење на медиумот и дисоцијација на соли растворени во него. Првиот процес ја претвора енергијата на акустичниот бран во топлина, а вториот, трансформирајќи се во хемиска енергија, ги отстранува молекулите од рамнотежна состојба и тие се распаѓаат во јони. Овој тип на апсорпција нагло се зголемува со зголемената фреквенција на акустични вибрации. Присуството на суспендирани честички, микроорганизми и температурни аномалии во водата, исто така, доведува до слабеење на акустичниот бран во водата. Како по правило, овие загуби се мали и се вклучени во вкупната апсорпција, но понекогаш, како, на пример, во случај на расејување од бранот на брод, овие загуби може да изнесуваат и до 90%. Присуството на температурни аномалии води до фактот дека акустичниот бран паѓа во зони на акустична сенка, каде што може да претрпи повеќекратни рефлексии.
Присуството на интерфејси помеѓу вода - воздух и вода - дното доведува до рефлексија на акустичен бран од нив, а ако во првиот случај акустичниот бран целосно се рефлектира, тогаш во вториот случај коефициентот на рефлексија зависи од материјалот на дното: калливото дно слабо се рефлектира, песочните и карпестите добро се рефлектираат. . На плитки длабочини, поради повеќекратните рефлексии на акустичниот бран помеѓу дното и површината, се појавува подводен звучен канал, во кој акустичниот бран може да се шири на долги растојанија. Промената на брзината на звукот на различни длабочини доведува до свиткување на звучните „зраци“ - прекршување.
Прекршување на звукот (искривување на патеката на звучниот зрак)
|
Прекршување на звукот во вода: а - во лето; б - во зима; лево е промената на брзината со длабочината. Брзината на ширење на звукот се менува со длабочината, а промените зависат од времето на годината и денот, длабочината на резервоарот и низа други причини. Звучните зраци што излегуваат од извор под одреден агол кон хоризонтот се свиткани, а насоката на свиткување зависи од распределбата на брзините на звукот во медиумот: во лето, кога горните слоеви се потопли од долните, зраците се наведнуваат надолу. и најчесто се рефлектираат од дното, губејќи значителен дел од нивната енергија. во зима, кога долните слоеви на водата ја одржуваат својата температура, додека горните слоеви се ладат, зраците се наведнуваат нагоре и постојано се рефлектираат од површината на водата, при што се губи значително помалку енергија. Затоа, во зима опсегот на ширење на звукот е поголем отколку во лето. Вертикалната дистрибуција на брзината на звукот (VSD) и градиентот на брзината имаат одлучувачко влијание врз ширењето на звукот во морската средина. Распределбата на брзината на звукот во различни области на Светскиот океан е различна и се менува со текот на времето. Постојат неколку типични случаи на VRSD: |
Дисперзија и апсорпција на звукот со нехомогеност на медиумот.
Пропагирање на звук во подводен звук. канал: а - промена на брзината на звукот со длабочина; b - патека на зраци во звучниот канал. Ширењето на звуците со висока фреквенција, кога брановите должини се многу мали, е под влијание на мали нехомогености кои обично се среќаваат во природните водни тела: меурчиња од гас, микроорганизми итн. Овие нехомогености дејствуваат на два начина: ја апсорбираат и расфрлаат енергијата на звукот. бранови. Како резултат на тоа, како што се зголемува фреквенцијата на звучните вибрации, опсегот на нивното ширење се намалува. Овој ефект е особено забележлив на површинскиот слој на водата, каде што има најмногу нехомогености. Дисперзијата на звукот со нехомогености, како и нерамните површини на водата и дното, предизвикува феномен на подводна реверберација, која го придружува испраќањето на звучен пулс: звучните бранови, кои се рефлектираат од збир на нехомогености и се спојуваат, предизвикуваат продолжување на звучниот пулс, кој продолжува и по неговото завршување. Границите на опсегот на ширење на подводните звуци се ограничени и со природниот шум на морето, кој има двојно потекло: дел од бучавата произлегува од ударите на брановите на површината на водата, од морското сурфање, од бучава од тркалање камчиња итн.; другиот дел е поврзан со морската фауна (звуци произведени од хидробионти: риби и други морски животни). Биохидроакустика се занимава со овој многу сериозен аспект. |
Опсег на ширење на звучни бранови
Опсегот на ширење на звучните бранови е комплексна функцијафреквенција на зрачење, која е уникатно поврзана со брановата должина на акустичниот сигнал. Како што е познато, акустичните сигнали со висока фреквенција брзо се ослабуваат поради силната апсорпција од водната средина. Сигналите со ниска фреквенција, напротив, се способни да се шират на долги растојанија во водната средина. Така, акустичен сигнал со фреквенција од 50 Hz може да се шири во океанот на растојанија од илјадници километри, додека сигналот со фреквенција од 100 kHz, типичен за сонар со странично скенирање, има опсег на ширење од само 1-2 km . Приближни опсези на современи сонари со различна фреквенцијазвучниот сигнал (бранова должина) се дадени во табелата:
Области на употреба.
Хидроакустика доби широко распространета практична употреба, бидејќи сè уште не е создаден ефективен системпренос на електромагнетни бранови под вода на кое било значајно растојание, и затоа звукот е единственото можно средство за комуникација под вода. За овие цели се користат звучни фреквенции од 300 до 10.000 Hz и ултразвук од 10.000 Hz и погоре. Електродинамичките и пиезоелектричните емитери и хидрофоните се користат како емитери и приемници во аудио доменот, а пиезоелектричните и магнетостриктивните во ултразвучниот домен.
Најзначајните примени на хидроакустика:
- За решавање на воените проблеми;
- Морска навигација;
- Звучна комуникација;
- Истражување на риболов;
- Океанолошки истражувања;
- Области на активност за развој на ресурсите на океанското дно;
- Користење на акустика во базен (дома или во центар за обука за синхронизирано пливање)
- Тренирање на морски животни.
Белешки
Литература и извори на информации
ЛИТЕРАТУРА:
- В.В. Шулеикин Физика на морето. - Москва: „Наука“, 1968. - 1090 стр.
- И.А. романски Основи на хидроакустика. - Москва: „Бродоградба“, 1979 - 105 стр.
- Ју.А. Коријакин Хидроакустични системи. - Санкт Петербург: „Науката за Санкт Петербург и морската моќ на Русија“, 2002. - 416 стр.
Експериментите на италијанските физичари конечно овозможија да се даде дефинитивно објаснување за феноменот на брз звук во водата. Од двете теории што постојат денес - вискоеластична и двокомпонентна - овие експерименти ја потврдија првата и ја побија втората.
Во нормални услови, брзината на звукот во водата е приближно 1,5 километри во секунда и не зависи од фреквенцијата на звучниот бран. Сепак, одамна е познато дека ултразвучните вибрации со фреквенција од неколку терахерци (1 терахерци = 10 12 Hz) се шират во вода со приближно двојно поголема брзина. Овој феномен беше откриен експериментално пред 20 години, навестувања за него се појавија и во нумерички симулации на динамиката на водата на атомско ниво, но и покрај сето ова сè уште нема општо прифатено објаснување за тоа. Дури сега, благодарение на експериментите на италијанските физичари, објавени во написот на S. C. Santucci et al., Physical Review Letters, 97, 225701 (27 ноември 2006 година), природата на овој феномен е испреплетена со сите јас (написот е исто така достапна на веб-страницата на авторите, PDF , 274 KB).
Вреди веднаш да се нагласи дека експериментите со таков високофреквентен ултразвук се многу тешки. Акустичните емитери во овој опсег сè уште не се измислени, и затоа физичарите треба да ја одредат брзината на таквиот ултразвук со индиректни методи. За да се направи ова, водата се озрачува со млаз од неутрони или рендгенски зраци, кои, судирајќи се со молекулите на водата, генерираат брзи вибрации во микроскопски волумен и пренесуваат дел од нивната енергија и импулс на нив. Од односот на овие две величини се добива брзината на ширење на звучните вибрации.
Денес постојат две главни теории кои тврдат дека го објаснуваат овој феномен. Во согласност со првото, за звук на сè повисоки фреквенции, водата станува сè поеластичен и помалку подвижен медиум (таквите медиуми се нарекуваат вискоеластици). Како резултат на тоа, вибрациите со толку висока фреквенција се шират низ еластична, речиси цврста средина, а во цврсто тело брзината на звукот е поголема отколку во течност (брзината на звукот во мразот, на пример, е приближно 3 km/ сек).
Втората теорија се заснова на фактот дека водата се состои од испреплетена мрежа од два вида јони: многу лесни водородни јони и тешки јони на кислород. Пресметките покажуваат дека често во такви двокомпонентни медиуми со широко различни маси, постои посебен тип на брзи звучни бранови кои се шират исклучиво преку мрежа од светлосни атоми. Оваа теорија веќе добро функционираше за опишување на брз звук во двокомпонентни гасови и метални легури, и затоа се чини природно дека би функционирала и за вода.
И двата модели се, се разбира, во согласност со експериментите опишани погоре, но тие опишуваат сосема поинаку транзицијаод нормален звук до брз звук, кој мора да се јавува на пониски фреквенции, во опсегот на гигахерци. Затоа, за да се одговори на прашањето кој од двата модели е точен, потребно е да се измери зависноста на брзината на звукот од фреквенцијата во овој среден регион. Дополнителна сложеност на таквиот експеримент е тоа што преминот од нормален кон брз звук најјасно се манифестира во многу студена, па дури и суперладена вода (односно, под нула степени Целзиусови). Експериментите со супер оладена вода бараат вештина, бидејќи при најмало нарушување таа брзо се кристализира.
Токму овој експеримент го спроведоа италијанските физичари. Со проучување на расејувањето на оптичките и ултравиолетовите фотони, тие можеа да го скенираат опсегот на фреквенција на звучните вибрации од 1 до 100 GHz и за прв пат добија точни податоци за брзината на звучните вибрации во овој опсег. Експериментот апсолутно јасно покажа дека со зголемување на фреквенцијата (или со намалување на температурата), брзината на звукот всушност постепено се оддалечува од „нормалната“ зависност и почнува да се зголемува (патем, мислењата беа поделени и за постоењето на таква непречена транзиција).
Покрај тоа, авторите на статијата ги споредија нивните податоци со предвидувањата на двата модели и докажаа дека експериментот го потврдува вискоеластичниот модел и е во спротивност со заклучоците на двокомпонентен модел. Така, можеме да сметаме дека на долгорочниот спор меѓу приврзаниците на двата модели дојде крајот. Генерално, ова дело уште еднаш ја истакнува неверојатната разновидност на структурните и динамичките својства на водата (за повеќе информации, види популарна статија: Ју И. Головин. Вода и мраз - дали знаеме доволно за нив? // течноста за ладење, 2000, бр. 9, стр. 66-72).
Статија од списание „Технологија за млади“Бр. 11, 1939 година, за најраните истражувања и истражувачи на звукот. Статијата е дизајнирана прилично симпатична цртежи на Лев Смехов. Се испостави дека Лев Смехов е вујко на добро познатиот актер Вениамин Смехов.
Звукдолго време се смета за еден од најпознатите мистериозни појавиприродата. Всушност, што создава звук? Што прави да се шири на непознати начини и да стигне до нашите уши? Зошто звукот, штом се роди, згаснува толку брзо? Овие прашања долго време го возбудуваат љубопитниот ум на човекот.
Не знаејќи ништо за природата на звукот, човештвото го користи со илјадници години. Луѓето одамна забележале некои законитости во оваа појава, изолирајќи од масата звуци поединечни комбинации од нив што оставиле пријатен впечаток на увото. Ова беше една од причините за раѓањето на музиката, најстарата уметност.
Нашите далечни предци на чисто практичен начин ги воспоставија основните принципи на градба Музички Инструменти. Тие знаеле, на пример, дека лирата или харфата имаат добар тон само ако нејзините жици се избрани по должина и дебелина во согласност со одредени нумерички соодноси. Само во овој случај, секоја низа дава звук на одреден тон. Правилната комбинација на овие тонови е основата на музичката хармонија.
Сепак, античките мајстори на музички инструменти не можеа да објаснат зошто се случува сето тоа, причината за феноменот.
Првиот човек кој математички ги проучувал нумеричките врски на тоновите во музичките инструменти бил големиот математичар од антиката Питагора, кој живеел во 6 век. п.н.е д. Тие велат дека еден ден еден научник, минувајќи покрај ковач, забележал интересен феномен: ударите на чеканите на наковалната ги репродуцирале звуците на музичките тонови - четврта, петта и октава. Питагора почна да ги бара причините за таквата извонредна музикалност на ковачките инструменти. Во овој период, Питагора ја развил својата теорија на броеви како основа на сè што постои. Надевајќи се дека ќе најде нумерички врски овде што ќе помогнат да се објасни трансформацијата на ковачките инструменти во музички инструменти, научникот реши да ги измери чеканите. Се покажа дека тежините на помалите чекани се три четвртини, две третини и половина од тежината на поголемиот. Тогаш Питагора побара од ковачите да земат други чекани, чии тежини не одговараат на пронајдените пропорции. Сепак, новите чекани повеќе не произведуваа музички тонови.
Овој инцидент послужил како причина Питагора да направи цела серија експерименти. Користејќи едноставни инструменти, познатиот геометар ќе открие дека висината на жицата зависи од нејзината должина и степенот на напнатост. Дополнително, истражувањето на научникот утврдило дека во правилно дотеран музички инструмент, должината на жиците треба да биде иста. односи кои беа пронајдени во проучувањето на музички звучни чекани.
Законот откриен од Питагора дава објаснување само за еден посебен феномен во областа на звукот. Подлабоките причини за пронајдената шема, како и природата на звукот воопшто, сè уште останаа мистерија.
Античките природни филозофи изнесоа многу претпоставки за природата и причините за ширење на звукот. Некои луѓе дури и тогаш изразија смела претпоставка за осцилаторната природа на звучните феномени. Овие идеи најдоа најточна и целосна генерализација во делата на римскиот писател Сенека, кој живеел во 1 век. n. д. Неговите седум книги, обединети под општиот наслов „Природни прашања“, беа еден вид енциклопедија на природните науки, која ја задржа научната вредност речиси до крајот на средниот век. Во овие книги, напишани многу живо и убедливо, Сенека зборува за широк спектар на проблеми во природните науки, вклучувајќи го и звукот. Еве што пишува тој за природата на звучните феномени:
„Каков е звукот на гласот, ако не тресењето на воздухот од ударите на јазикот? Каков вид на пеење би можело да се слушне ако не беше оваа еластична воздушна течност? Дали звуците на сирената, трубата и хидрауличниот орган не се објаснуваат со истата еластична сила на воздухот?
Сенека беше многу блиску до модерни погледиза природата на звукот. Точно, тоа беа само претпоставки, не поткрепени со експериментални, практични истражувања.
Следните илјада и петстотини години додадоа многу малку на она што луѓето го знаеја за природата на звукот. Во 17 век Френсис Бејкон, основачот на експерименталниот метод во науката, верувал дека звукот може да патува само низ некоја „еластична течност“, која, според него, е дел од воздухот. Оваа неточна изјава на Бејкон во суштина го повтори апстрактното размислување на древните. природни филозофи.
Во меѓувреме, во ова време експериментален здрава наука. Во италијанскиот град Фиренца, голем научник Галилеодобил музички звуци со брзо трчање со нож по работ на паричка, пијастра. Галилео открил дека кога бројот на засеци на паричка е голем, се добива висок тон. Од ова, научникот заклучил дека висината на тонот зависи од зачестеноста на ударите.
Експериментите на Галилео послужија како основа за работата на францускиот научник, монах Мерсен. Во 1636 година, Мерсен објавил книга во која го опишал своето истражување. Тој сакаше да ја провери шемата на музички звуци што ги пронашол Питагора и да ги објасни причините за тоа. По долго истражување и макотрпно истражување, Мерсен откри дека висината на тонот зависи исклучиво од фреквенцијата на вибрациите на телото што звучи. Тој го воспоставил и законот за вибрации на жиците, според кој бројот на вибрации е обратно пропорционален на должината на жицата и квадратен коренод неговата тежина и директно пропорционална на квадратниот корен на неговиот степен на напнатост. Сличен закон се покажа дека важи и за должината на цевките. Колку е пократка цевката, толку поголем бројвибрациите што ги дава, толку е повисок неговиот звук.
Овие експерименти фрлаат светлина врз природата на звукот. Истражувањето на Мерсен докажа дека звукот не е ништо повеќе од вибрации на воздушни честички предизвикани од тело што звучи. Музичките чекани кои го воодушевија Питагора и ги поставија темелите за неговото истражување генерираа звук кога удрија во наковалната. Сега е јасно дека полесните чекани предизвикувале брзи, односно чести вибрации, додека потешките чекани предизвикувале бавни вибрации. Броевите на вибрации на чеканите беа пропорционални на нивната тежина.
Работата на бројни научници ја потврди основната идеја на Мерсен. Откриено е дека секое осцилирачко тело со бројни вибрации од 20 до 20 илјади во секунда генерира бранови во воздухот кои увото ги перцепира во форма на звук.
Кога се разјасни осцилаторната природа на звукот, се постави прашањето: која е брзината на ширење на звучните бранови? Одамна е познато дека звукот патува многу побавно од светлината. Многумина мораа да забележат како ударот (на пример, со чекан на наковалната или со секира од дрво на дрво), направен на одредено растојание од набљудувачот, го забележува увото малку подоцна отколку окото. Ова се случува затоа што звукот бара познато времеда стигне до набљудувачот, додека светлината патува речиси моментално.
Првото определување на брзината на звукот во воздухот го направил француски физичар и филозоф Пјер Гасендиво средината на 17 век.
Во тоа време, многумина веруваа дека изјавата е вистинита Аристотелкако високите тонови да патуваат побрзо од ниските. Гасенди реши да го провери ова. Неговото искуство беше следново. На одредена оддалеченост од набљудувачот, истовремено се слушале истрели од пушка и топ. Во овој случај, беше измерен временскиот интервал помеѓу појавата на блесок на барут и звукот на истрелот што стигна до набљудувачот. Искуството покажа дека звуците од двата снимки се движат со иста брзина. По патот, Гасенди ја одредуваше брзината на звукот; според неговите пресметки, испаднало дека е еднакво на 449 метри во секунда.
И покрај непрецизноста на резултатот, искуството на Гасенди беше многу големо значењеза понатамошни истражувања. Тој обезбеди метод што подоцна го користеа многу научници. Користејќи понапредни инструменти, ја пронашле вистинската брзина на звукот во воздухот. Откриено е дека тој не останува константен, туку варира во зависност од температурата и притисокот: во топол летен ден е помалку отколку во ладен зимски ден, а, на пример, при 0° брзината на звукот е околу 332 метри на второ.
Во 1667 г. познат истражувач, сонародник и соработник на Њутн, Роберт Хукизвршил серија експерименти кои откриле нови својства на звукот. До ова време, многу научници, како Бејкон, сметаа дека воздухот е единствениот медиум во кој звукот може да патува. Во меѓувреме, во секојдневниот живот имаше појави кои зборуваа за нешто друго. Се знаеше, на пример, дека ако го ставите увото на земја, можете да слушнете тропот на коњ. На ист начин, откако ќе нурнете во водата, јасно можете да го слушнете звукот на сурфањето, прскањето на веслата на бродот што се движи и удирањето на камења еден против друг. Хук, се разбира, знаеше за овие факти. Тој реши да ја побие неточната изјава на Бејкон и неговите следбеници.
По спроведувањето на низа многу интересни и оригинални експерименти, научникот дошол до резултатите, кои ги запишал во својот лабораториски дневник: „До сега, никој сè уште не се осврнал на прашањето преку кој медиум освен воздухот, звукот може да се согледа. од човечкото уво. Тврдам дека со помош на издолжена жица пренесував звук на значително растојание и со брзина, ако не и еднаква на брзината на светлината, тогаш во секој случај неспоредливо позначајна од брзината на звукот во воздухот.
Хук направи многу интересен експеримент. Ја постави виолината на бакарна плоча со жица залемена на неа. Оваа жица излезе низ прозорецот во градината и заврши на значително растојание од куќата со мала мембрана. Едно лице кое се наоѓа на мембраната можело јасно да го слушне свирењето на виолина, кое се одвивало во затворена просторија.
Понатамошните истражувања покажаа дека брзината на ширење на звукот во различни цврсти материине е исто. Од сите метали, железото има најголема звучна спроводливост. Брзината на звукот во него е 5 илјади метри во секунда, но, на пример, кај олово звукот се движи со брзина од само 1200 метри во секунда.
По работата на Хук и други научниците по физикаодлучи да истражи дали звукот патува во течности.
Во 1827 година, францускиот геометар и физичарот Штурмзаедно со швајцарскиот физичар и инженер Коладонодлучи да ја одреди брзината на звукот во водата. Експериментите беа извршени на Женевското Езеро, чија длабочина и чистота го направија особено погодно за оваа намена. На едниот крај од езерото, во близина на градот Роле, бил закотвен брод во кој се вклопил Штурм. Требаше да обезбеди истовремена светлина и звучни сигналикористејќи посебен механизам. Механизмот функционирал така што истовремено со ударот на чеканот на ѕвоното под вода, се разгорело мало купче барут. Појавата на светлина во овој момент послужи како сигнал за заминување на звукот.
Коладон возел 12 километри од Штурм. Овде добивал светлосни и звучни сигнали од другиот крај на езерото. Во едната рака научникот држеше аудитивна цевка, чиј крај беше спуштен во водата, а во другата - стоперката. Со одредување на времето поминато помеѓу појавата на светлосниот сигнал од блесокот на барут и зуењето на ѕвоното, Коладон ја пресметал брзината на ширење на звукот во вода. Овој експеримент беше повторен неколку пати. Се покажа дека брзината на звукот во водата е речиси четири пати поголема отколку во воздухот. При температура на водата од 8°, таа е еднаква на 1431 метри во секунда.
До крајот на 18 век. осцилаторната природа на звукот повеќе не беше доведена во прашање.
Познат англиски математичар, физичар и астроном Исак Њутнпрвиот што направи брилијантна математичка анализа на бранови и осцилаторни движења. Тој даде формула со која беше можно теоретски да се пресмета брзината на звукот во различни медиуми. Истражувањето на Њутн го продолжиле Лаплас и други математичари. Нивната теоретска работа целосно се совпадна со резултатите од бројните експерименти. На пример, брзината на ширење на звукот во воздухот и другите медиуми, пресметана врз основа на математички формули, целосно се совпадна со експерименталните податоци. Се чини дека сè што може да се знае за звукот е веќе познато. Но, во 1787 година во Лајпциг била објавена книга на младиот германски физичар Кладни. Оваа книга опиша неверојатни работи. Ако му верувате на истражувачот, тогаш излегува дека звукот не само што може да се слушне, туку и да се види.
Ернст Кладнисе мое научна дејностпосветен на проучување на звучните појави. Ги знаеше делата Даниел БернулиИ Леонхард Ојлерза вибрациите на прачките и жиците. Тоа беа студии на наједноставните звучни тела. Но, како се однесуваат посложените звучни тела, како што е, на пример, ѕвончето? Модерната наука за кладни не одговори на ова прашање. Одамна е познато дека не само жици, туку и многу други предмети - чаши, цевки, плочи - можат да звучат со поминување на лак преку нив. Научникот одлучил да го искористи лакот за да ги проучува телата што звучат. Лабораторијата на истражувачот беше исполнета со бројни предмети со најнеочекувана форма и намена. Чаши, чаши, чаши, метални прибор, чинии, шипки и прачки направени од стакло и метал - секоја одговараше со свој „глас“ на допирот на магичниот лак.
Се разбира, сето ова не беше само забава. Наскоро научникот забележал интересен феномен. Истури вода во чаша, сакајќи да провери дали празната чаша и чашата полна со течност звучат исто. Штом Кладни го истрча лакот по работ на чашата, на површината на водата се појави мало бранување, предизвикано од треперењето на ѕидовите на садот. Овој оток беше премногу плитко за да се проучува и брзо исчезна. Истражувачот размислувал како да го направи овој оток постабилен.
Кладни го зеде бакарниот круг и, откако ја прицврсти шипката на која беше фиксиран кругот, го истрча лакот по работ на кругот. Кругот почна да вибрира, продуцирајќи звук со низок тон. Кога звукот престанал, истражувачот го посипал кругот со песок. После тоа, тој повторно го истрча лакот по работ на кругот. Може да се замисли изненадувањето и радоста на научникот кога на звучниот круг се појавија јасни линии. Песокот скокна од вибрирачките делови на кругот и се собираше таму каде што воопшто немаше движење. Сега вибрационата шема на телото што звучи стана видлива. Колку е повисок тонот на кругот, толку посложени се фигурите од песок.
Веста за експериментите на Chladni брзо се рашири насекаде научниот свет. Физичарите од сите земји внимателно ги проучувале мистериозните фигури на Хладниев. Овие експерименти беа од огромно значење не само за проучување на звукот, туку и за популаризација на акустиката воопшто. Експериментите на Chladni сè уште служат како одлична демонстрација осцилаторна природазвучни феномени.
Последователно, беа пронајдени други начини да се направи звукот видлив. Можете, на пример, да закачите точка на мембраната, која се потпира на чинија со саѓи. Кога се одржува разговор во близина на овој едноставен уред, мембраната вибрира, а нејзините вибрации се пренесуваат до врвот. Во тоа време плочата е информирана движење напред. Точката повлекува цик-цак линија на саѓината површина. Природата на оваа линија се менува во зависност од природата на звуците што ги перцепира мембраната.
Научниците се соочени со нова примамлива задача. Требаше да се најде начин да се снимаат звучни вибрации, за подоцна да биде можно да се репродуцира снимениот разговор користејќи ги добиените траги.
Овој проблем беше брилијантно решен од познатиот американски пронаоѓач Томас Едисон. Во 1876 година, тој организираше адаптација на Морзеовиот телеграфски апарат, дозволувајќи чиста механичкипренесува телеграма добиена од една на друга линија. Овој уред се состоеше од метален цилиндар со навој за завртка. Како што цилиндерот се ротираше, метална игла се движеше по конецот. Помеѓу цилиндерот и иглата беше поставен лист хартија. При примањето на телеграмата, иглата ја пресече хартијата според примените сигнали.
Еден ден Едисон го лансираше својот апарат со извонредна брзина. Кога брзината се зголемила до тој степен што телеграфските сигнали повеќе не можеле да се разликуваат, пронаоѓачот забележал дека апаратот емитува музички тон. Овој тон варира во зависност од природата на пренесените сигнали. Едисон имал идеја да ги замени Морзеовите телеграфски сигнали со траги оставени од човечкиот говор. Неуморниот истражувач веднаш ја спроведе својата идеја. Направил дијафрагма со истегнување на подмачкана хартија преку рамка. Остра челична игла беше прикачена на центарот на дијафрагмата. Наместо хартија, телеграфскиот цилиндар беше завиткан во лимена фолија. Потоа, Едисон почнал полека да го ротира цилиндерот додека изговарал различни зборови преку дијафрагмата. Звучните вибрации предизвикаа треперење на дијафрагмата, а заедно со неа и иглата, која, притиснато во фолијата; остави трага на неа во вид на жлеб со нерамна длабочина. Ова беше прв пат да се снима човечки глас. Остануваше само да се репродуцира. Едисон ја отстрани првата дијафрагма и постави друга, опремена со тенок и флексибилен врв, над цилиндерот. Цилиндерот повторно беше ставен во ротација. Врвот, кој по својот пат се среќава со височините и вдлабнатините што ги цртала иглата на лимената плоча, ги пренесувала овие вибрации на дијафрагмата. Машината зборуваше; фонографја виде светлината.
Научниците го поздравија изумот на Едисон на различни начини. Некои се восхитуваа, други со неверување одмавнуваа со главите, други веруваа дека овде има некаква многу паметна измама. Беше тешко да се ослободи од навиката да се размислува за звукот како светлина, подвижна и неостварлива материја; Тешко беше да се поверува дека звукот може да се фати, сними и направи да се повторува онолку пати колку што сакате. Според современиците, „грамофонот ги воодушевил оние што го разбирале подеднакво, ако не и повеќе, отколку оние на кои им бил неразбирлив“.
Едисон фонографсе покажа дека е основач на голем број акустични уреди. Развојот на технологијата денес поставува голем број нови проблеми за акустиката. Изградбата на радио студија, борбата против уличната бучава, изградбата на големи аудиториуми и концертни сали бараат познавање на законите за апсорпција на звукот.
На еден американски универзитетски кампус беше изградена голема аудиториум. Архитектот кој го дизајнирал не ги земал предвид законите за ширење и апсорпција на звукот. Ова доведе до неочекувани резултати: присутните го слушнаа и говорот на говорникот кој доаѓа директно од говорницата и звуците што се рефлектираа од таванот. Сето ова, спојувајќи се заедно, создаде незамислив звучен хаос. За да се поправи грешката на архитектот, голема церада мораше да се спушти од таванот на јажиња, што ја рационализираше акустиката на салата.
Изградба на најголемата зграда на нашата ера - Палатата на Советите- исто така постави голем број сосема нови проблеми во акустиката. Големата сала на Палатата на Советите ќе прими 22 илјади луѓе. Висината на оваа сала ќе биде 100 метри. Советските научници и инженери требаше да развијат дизајн на купола што ќе обезбеди целосна апсорпција на сите звуци што допираат до неа. Беше неопходно да се создаде еден вид „вештачко небо“: на крајот на краиштата, под на отвореносите звуци кои се нагоре замрзнуваат во висина, никогаш не се враќаат. Задачата беше комплицирана поради недостатокот на материјали кои би обезбедиле многу силна апсорпција на звукот. Теоретски, ова прашање исто така беше целосно неразвиено. Советските научници брилијантно го решија овој тежок проблем. Врз основа на развиената теорија, пронајдени се материјали кои ги имаат потребните својства за апсорпција на звук. Во однос на акустиката, Големата сала на палатата на Советите ќе биде најдобриот аудиториум во светот.
Така се развива науката за звукот, во која последниот збор им припаѓа на советските научници.
