Фізики досягли межі гучності звуку в воді

Опубликованно 20.05.2019 15:02

Звуком ми називаємо механічні коливання, викликані проходженням через середовище пружних хвиль певної частоти. Їх інтенсивність (гучність) оцінюють в децибелах: звичайна розмова — близько 55 дБ, шум двигунів літака, що злітає, — 120-130 дБ. Поширення такої хвилі несе з собою і стрибок тиску — тим більший, чим голосніше звук. Це накладає теоретичний межа гучності, якої можна досягти в тій чи іншій середовищі, — останній рівень, після якого вона руйнується. Для повітря при атмосферному тиску він становить близько 194 дБ, для води — 270 дБ.

Досягти цієї межі вдалося Клаудіу Стену (Claudiu Stan) і його колег з Національної прискорювальної лабораторії SLAC. Для цього фізики використовували мікроскопічні (14-30 мкм в діаметрі) цівки води, впливаючи на них імпульсами потужного рентгенівського лазера. Кожна така спалах викликала моментальне випаровування невеликого об'єму води і створювала ударну хвилю. Відбиваючись від кордону водної цівки і накладаючись сама на себе, ця хвиля посилювалася. Це відбувалося до тих пір, поки не перевищувала доступний для водного середовища межа 270 дБ, після якого вода миттєво перетворювалася в заповнені пором бульбашки, тут же коллапсирующие.

У статті, опублікованій в Physical Review Fluids, Клаудіу Стен і його співавтори відзначають, що ця робота дасть можливість більше зрозуміти взаємодію води і мікроскопічних частинок і допоможе краще ними маніпулювати. Це завдання стає особливо актуальним у міру прогресу мікрофлюідікі (микрогидродинамики) — дослідження мініатюрних проб в крихітних обсягах і потоках рідини.

Нагадаємо, раніше була створена система бездротового зв'язку під водою на основі світла.

Хочете знати важливі та актуальні новини раніше за всіх? Підписуйтесь на сторінку Bigmir)net на Facebook: facebook.com/bigmir.net.

Категория: Технологии