Magiczna różdżka ultradźwiękowa. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

ultradźwiękowa magiczna różdżka

12.01.2015

„Wingardium Leviosa” – takie zaklęcie wykorzystały postacie z bajkowego serialu o Harrym Potterze, by za pomocą machnięcia magicznej różdżki wznosić przedmioty w powietrze. Ale podczas gdy scenarzyści i reżyserzy wymyślają nowe fantastyczne historie, nauka krok po kroku ożywia rzeczy, które wcześniej wydawały się niemożliwe. Tym razem chodziło o przemieszczanie obiektów w powietrzu, czyli lewitację. Lewitację można nazwać takim efektem fizycznym, w którym obiekt bez widocznego podparcia jest lub porusza się w powietrzu. Na przykład, jeśli zwykły magnes zostanie umieszczony nad materiałem nadprzewodzącym, który został wcześniej schłodzony do niskiej temperatury, wówczas wydarzy się „cud” - magnes będzie swobodnie unosił się w powietrzu na małej wysokości. Wynika to ze specjalnego zachowania pola magnetycznego w nadprzewodnikach.

Zjawisko to, choć bardzo ciekawe, w praktyce nie ma większego sensu: nie dla każdego pojawi się potrzeba przesuwania magnesów nad nadprzewodnikiem schłodzonym do temperatury ciekłego azotu. Zupełnie inną sprawą jest wymyślenie sposobu na bezdotykowe przesuwanie dowolnych przedmiotów, niezależnie od ich charakteru. Taki wynalazek będzie powszechnie poszukiwany w tych dziedzinach, w których ważna jest ekstremalna czystość materiałów. Na przykład w farmacji lub mikroelektronice: każdy dodatkowy kontakt z materiałem może wprowadzić do niego niepożądane zanieczyszczenia. Fizycy z Uniwersytetu w Sao Paulo w Brazylii zaproponowali sposób na sprawienie, by małe obiekty nie tylko unosiły się w powietrzu, ale także przesuwały je we właściwym kierunku.

Aby pokonać siłę grawitacji, naukowcy wykorzystali ciśnienie wywierane przez fale dźwiękowe. Możesz poczuć moc dźwięku, stojąc przed potężnym głośnikiem pracującym z pełną głośnością. Dźwięk to wibracja, która występuje w każdym medium. Może to być powietrze, woda lub materiały stałe. W kosmosie nie ma fal dźwiękowych, ponieważ nie ma ośrodka, w którym mogłyby się rozchodzić: próżnia jest cichą pustką. Z fizycznego punktu widzenia transmisja dźwięku w powietrzu to ruch obszarów wysokiego i niskiego ciśnienia. Wahania ciśnienia tworzą siłę, która może oddziaływać na obiekty mechaniczne. Tak układa się nasze ucho, gdzie dźwięki otaczającego nas świata przekazywane są do mózgu poprzez drgania błony bębenkowej.

Teraz musimy przypomnieć sobie jeszcze jedną cechę oscylacji - istnienie fal stojących. Najprostszy przykład: jeśli przymocujesz jeden koniec długiej liny, a drugim poruszasz w górę iw dół ze stałą częstotliwością, niektóre punkty liny pozostaną nieruchome. Powstawanie takiej fali stojącej następuje z powodu nakładania się dwóch fal - oryginalnej, powstałej w wyniku ruchu wolnego końca liny i fali odbitej. Efekty powstające podczas nakładania się na siebie fal dźwiękowych stanowiły podstawę opracowanej metody lewitacji ultradźwiękowej. Emiter emituje fale ultradźwiękowe, które odbijają się od powierzchni znajdującej się w pewnej odległości. Fale wypromieniowane i odbite sumują się, tworząc coś w rodzaju korytarza, w którym naprzemiennie występują obszary wysokiego i niskiego ciśnienia. Jeśli obiekt wpadnie w obszar stojącej fali ultradźwiękowej, energia fal wystarcza, aby skompensować siłę grawitacji i obserwujemy efekt lewitacji.

Pomimo tego, że metoda lewitacji ultradźwiękowej zaczęła się rozwijać kilka lat temu, nie było łatwo osiągnąć stabilne utrzymywanie obiektów w powietrzu. Przez długi czas nie było możliwe stworzenie stabilnej stojącej fali ultradźwiękowej o wystarczającej mocy: lekki ruch emitera lub reflektora - i efekt zniknął. Aby rozwiązać ten problem, Marco Andrade i jego koledzy zastosowali zasadę tworzenia fal stojących w oparciu o wielokrotne odbicia. Stworzyli specjalny wklęsły reflektor ultradźwiękowy, za pomocą którego udało im się uzyskać lewitację małych plastikowych kulek bez dostrajania systemu. Nawet jeśli trzymasz odbłyśnik w dłoni, efekt lewitacji nie znika – do niedawna wydawało się to niemożliwe. Ta technologia ma znacznie większe szanse na realne zastosowanie.

<< Powrót: Dysk SSD Plextor M7e 13.01.2015

>> Naprzód: Smartfon Samsung Galaxy A7 12.01.2015

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Testowany kosmiczny reaktor jądrowy 07.05.2018

NASA, przy wsparciu amerykańskiej Narodowej Administracji Bezpieczeństwa Jądrowego (NNSA), przetestowała elektrownię Kilopower, która ma zasilać przyszłe amerykańskie bazy na Księżycu i Marsie, a także statki kosmiczne na misje do najdalszych zakątków Układu Słonecznego .

Oczywiście statki kosmiczne zwykle wykorzystują panele słoneczne jako źródło energii, ale tutaj pojawia się problem: w przypadku odległości od Słońca energia może nie wystarczyć. Alternatywnie można zastosować generatory termoelektryczne, ale ich moc jest stosunkowo niewielka - rzędu kilkuset watów, podczas gdy większość tych generatorów działa na plutonie-238.

Idealną opcją byłyby elektrownie jądrowe, które byłyby przydatne do dostarczania energii obiecującym bazom USA na Księżycu, które pozostają bez Słońca podczas 14-dniowej nocy księżycowej. Dlatego pod koniec ubiegłego roku NASA uruchomiła projekt Kilopower, w ramach którego planowano opracować proste i niezawodne instalacje jądrowe do użytku kosmicznego.

Takie reaktory wykorzystują jako paliwo uran-235, a ich moc może wynosić od jednego do dziesięciu kilowatów. Każda instalacja jądrowa ma wydrążony cylinder z paliwem, wewnątrz którego znajduje się pręt moderujący, a na zewnątrz - reflektor neutronowy wykonany z tlenku berylu. Zamiast przetworników termoelektrycznych zastosowano silnik Stirlinga chłodzony sodem.

Obiekt Kilopower został pomyślnie przetestowany na poligonie w Nevadzie, a reaktor okazał się sprawny, stabilny i bezpieczny w różnorodnych warunkach. Przeprowadzono kilka faz testów, w których system przeszedł pełny cykl od uruchomienia, włączenia, działania, redukcji mocy i wyłączenia w ciągu 28 godzin. Reaktor kosmiczny poradził sobie ze wszystkimi problemami i nigdy nie zawiódł testerów.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn