Странните звукови свойства на кеновете от Coca Cola

Когато се опитат да фокусират звуковите вълни в област, която е по-малка от тяхната дължина, учените се сблъскват с фундаментално физично ограничение, обусловено от дифракционна граница, при което звуковите вълни започват да се огъват и разпръскват.

Наскоро този проблем бе преодолян посредством сложни акустични лещи от метаматериали, чиято цел бе да преодолеят въпросното дифракционно ограничение. Скорошно проучване обаче показва, че въпросният ефект може да бъде постигнат благодарение на много по-прости материали, като в случая става дума за 49 празни кенчета от Coca Cola, информира physorg.com.

За да построят акустичните лещи, физиците Жофроа Лерози, Фабрис Лемо и Матиас Финк от парижкия технологичен институт ESPCI подредили празните метални кутийки от газираната напитка една до друга в квадрат с размери 7x7.

След това учените заобиколили кенчетата с осем компютърни говорителя. Излъчените през тях звукови вълни с определена постоянна честота (тон) преминали през в кенчетата, карайки ги да осцилират едновременно, подобно на тръби на музикален орган. Така оформените звукови лещи започнали да генерират набор от резонансни модове. Част тях били излъчвани от отворите на кенчетата, които били много по-малки от дължината на звуковите вълни.

Тези вълни с малка дължина се оказали много подобни на тъй наречените затихващи вълни, които посредством отразяването си даден обект могат да разкрият детайли в структурата му, които са с по-малки размери от дължината на първоначално излъчената излъчената вълна. Освен това те могат да се използват като лещи за фокусиране на звука.

Ако учените разбрали, че успеят да уловят и усилят тези затихващи вълни, те могат да преминат отвъд споменатите в началото дифракционни ограничения. Проблемът тук бил, че тези вълни съществуват много близо до повърхността на обекта и много бързо се разсейват, което ги прави трудни за улавяне.

Изследователите обаче намерили разрешение на проблема с техника, наречена "time reversal", която успява да усили многократно слабите затихващи вълни и да ги фокусира в участък с дължина от едва няколко сантиметра, или едва 1/25-та от дължината на първоначалната, вълна от един метър или 420 херца. По този начин дифракционната граница била преодоляна успешно.

В бъдеще откритието на звуковите способности на конструкцията от кенчета може да намери приложение и в предаването на енергия към миниатюрни електромеханични устройства, коментират изследователите.