Tiede äänestä vedessä. Cymatics: Veden muisti ja äänen voima. Äänen sironta ja absorptio keskisuurten epähomogeenisuuksien vuoksi
Lehden artikkeli "Teknologia - nuoriso"#11 vuodelta 1939 varhaisimpien äänitutkimusten ja tutkijoiden mukaan. Artikkeli on aika söpö. Lev Smekhovin piirustukset. Kävi ilmi, että Lev Smekhov on tunnetun näyttelijän Veniamin Smekhovin setä.
Ääni Sitä on pitkään pidetty yhtenä luonnon salaperäisimmistä ilmiöistä. Itse asiassa, mikä tuottaa ääntä? Mikä saa sen leviämään tuntemattomilla tavoilla ja pääsemään korviin? Miksi tuskin syntynyt ääni häviää niin nopeasti? Nämä kysymykset ovat pitkään vaivanneet ihmisen uteliasta mieltä.
Ihmiskunta, joka ei tiedä mitään äänen luonteesta, on käyttänyt sitä tuhansia vuosia. Ihmiset huomasivat tässä ilmiössä joitain säännönmukaisuuksia jo kauan sitten ja erottivat niistä yksittäisiä yhdistelmiä äänimassasta, jotka tekivät miellyttävän vaikutuksen korvaan. Tämä oli yksi syy musiikin, vanhimman taiteen, syntymiseen.
Kaukaiset esi-isämme perustivat rakentamisen perusmallit puhtaasti käytännöllisellä tavalla Soittimet. He tiesivät esimerkiksi, että lyyralla tai harppulla on hyvä ääni vain, jos niiden kielet oli valittu pituudeltaan ja paksuudeltaan tiettyjen numeeristen suhteiden mukaisesti. Vain tässä tapauksessa jokainen merkkijono antaa tietyn sävyn. Näiden sävyjen oikea yhdistelmä on musiikillisen harmonian perusta.
Kuitenkin, miksi kaikki tämä tapahtuu, ilmiön syytä, muinaiset soittimien mestarit eivät voineet selittää.
Ensimmäinen, joka matemaattisesti tutki soittimien sävyjen numeerista suhdetta, oli antiikin suuri matemaatikko Pythagoras joka asui 6-luvulla. eKr e. Sanotaan, että eräänä päivänä tiedemies, kulkiessaan takoman ohi, huomasi mielenkiintoisen ilmiön: vasaran iskut alasimessa toistivat musiikin ääniä - kvartin, kvintin ja oktaavin. Pythagoras alkoi etsiä syitä sepän työkalujen poikkeukselliseen musikaalisuuteen. Tänä aikana Pythagoras kehitti teoriansa, numerot kaiken olemassa olevan perustana. Toivoen löytävänsä täältäkin numeerisia suhteita, jotka auttaisivat selittämään sepän soittimien muuttumista musiikillisiksi, tiedemies päätti punnita vasarat. Kävi ilmi, että pienempien vasaroiden paino on kolme neljäsosaa, kaksi kolmasosaa ja puolet suuren painosta. Sitten Pythagoras pyysi seppiä ottamaan muita vasaroita, joiden painot eivät vastanneet löydettyjä mittasuhteita. Uudet vasarat eivät kuitenkaan enää tuottaneet musiikillisia sävyjä.
Tämä tapaus antoi Pythagoralle syyn koko sarjan kokeita perustamiseen. Yksinkertaisten instrumenttien avulla kuuluisa geometria huomaa, että kielen sävelkorkeus riippuu sen pituudesta ja jännitysasteesta. Lisäksi tiedemiehen tutkimuksessa havaittiin, että oikein viritetyssä soittimessa kielten pituuden tulisi olla sama. suhteita, joita on löydetty tutkittaessa musiikillisesti kuulostavia vasaroita.
Pythagoraan löytämä laki antoi selityksen vain yhdelle tietylle ilmiölle äänikentästä. Löydetyn kuvion syvemmät syyt sekä äänen luonne yleensä jäivät edelleen mysteeriksi.
Muinaiset luonnonfilosofit esittivät monia oletuksia äänen leviämisen luonteesta ja syistä. Jotkut ihmiset ilmaisivat jo silloin rohkean arvauksen ääniilmiöiden värähtelevästä luonteesta. Nämä ajatukset löysivät todellisimman ja täydellisimmän yleistyksen roomalaisen kirjailijan kirjoituksista Seneca joka asui 1. vuosisadalla. n. e. Hänen seitsemän kirjaansa, jotka yhdistettiin yleisnimellä "Luonnolliset kysymykset", olivat eräänlainen luonnontieteen tietosanakirja, joka säilytti tieteellisen arvonsa lähes keskiajan loppuun asti. Näissä erittäin elävästi ja vakuuttavasti kirjoitetuissa kirjoissa Seneca puhuu luonnontieteen monimuotoisimmista ongelmista, myös äänenlaadusta. Tässä on, mitä hän kirjoittaa ääni-ilmiöiden luonteesta:
"Mitä on äänen ääni, ellei ilman täriseminen kieleniskuilla? Millaista laulua olisi mahdollista kuulla ilman tätä joustavaa ilmavaa nestettä? Eikö torven, trumpetin ja hydraulisten urujen äänet selitä samalla ilman elastisella voimalla?
Seneca oli hyvin lähellä nykyaikaisia näkemyksiä äänen luonteesta. Totta, nämä olivat vain olettamuksia, joita ei tuettu kokeellisella, käytännön tutkimuksella.
Seuraavat 1500 vuotta lisäsivät hyvin vähän siihen, mitä ihmiset tiesivät äänen luonteesta. 1600-luvulla Ranskan pekoni, tieteen kokeellisen menetelmän perustaja, uskoi, että ääni voi levitä vain jonkin "elastisen nesteen" kautta, joka hänen mielestään on osa ilmaa. Tämä Baconin väärä lausunto toisti pohjimmiltaan antiikin abstraktin päättelyn. luonnonfilosofit.
Sillä välin tähän mennessä kokeellinen tervettä tiedettä. Italialaisessa Firenzen kaupungissa, suuri tiedemies Galileo sai musiikillisia ääniä ajamalla nopeasti veistä kolikon reunaa pitkin, piastreilla. Galileo havaitsi, että kun kolikon lovien määrä on suuri, syntyy korkea ääni. Tästä tiedemies päätteli, että sävelkorkeus riippuu iskujen taajuudesta.
Galileon kokeet toimivat perustana ranskalaisen tiedemiehen työlle, munkki Mersenne. Vuonna 1636 Mersenne julkaisi kirjan, jossa hän kuvaili tutkimustaan. Hän halusi testata Pythagoraan löytämää musiikin äänimallia ja selittää sen syitä. Pitkän tutkimuksen ja huolellisen tutkimuksen jälkeen Mersenne havaitsi, että sävelkorkeus riippuu yksinomaan kuultavan kappaleen värähtelytaajuudesta. Hän loi myös kielen värähtelyn lain, jonka mukaan värähtelyjen lukumäärä on kääntäen verrannollinen kielen pituuteen ja sen painon neliöjuureen ja suoraan verrannollinen sen jännitysasteen neliöjuureen. Samanlainen laki osoittautui oikeudenmukaiseksi suhteessa putkien pituuteen. Mitä lyhyempi putki, sitä enemmän se tuottaa tärinää, sitä korkeampi sen ääni.
Nämä kokeet valaisevat äänen luonnetta. Mersennen tutkimus osoitti, että ääni ei ole muuta kuin kuuloisen kappaleen aiheuttamaa ilmahiukkasten värähtelyä. Pythagoraan iskeneet ja hänen tutkimuksensa perustan luoneet musiikilliset vasarat tuottivat ääntä lyömällä alasin. Nyt on selvää, että kevyemmät vasarat aiheuttivat nopeaa eli toistuvaa tärinää, kun taas raskaat vasarat hitaita. Vasarien värähtelyjen määrät olivat verrannollisia niiden painoon.
Lukuisten tiedemiesten työ vahvisti Mersennen perusajatuksen. Havaittiin, että mikä tahansa värähtelevä kappale, jonka värähtelymäärä on 20-20 tuhatta sekunnissa, tuottaa ilmaan aaltoja, jotka korva havaitsee äänen muodossa.
Kun äänen värähtelevä luonne selvitettiin, heräsi kysymys: mikä on ääniaaltojen etenemisnopeus? On jo pitkään tiedetty, että ääni kulkee paljon hitaammin kuin valo. Monet ovat joutuneet tarkkailemaan, kuinka tietyllä etäisyydellä tarkkailijasta tehty isku (esim. vasaralla alasimeen tai puuhakkurin kirveellä puuhun) havaitaan korvalla hieman myöhemmin kuin silmällä. Tämä johtuu siitä, että ääni saavuttaa tarkkailijan tietyn ajan, kun taas valo etenee lähes välittömästi.
Ranskalainen fyysikko ja filosofi teki ensimmäisen määrityksen äänen nopeudesta ilmassa Pierre Gassendi 1600-luvun puolivälissä.
Tuolloin monet uskoivat väitteen olevan totta. Aristoteles ikään kuin korkeat äänet kulkevat nopeammin kuin matalat. Gassendi päätti tarkistaa sen. Hänen kokemuksensa oli seuraava. Tietyllä etäisyydellä tarkkailijasta ammuttiin laukauksia samanaikaisesti aseesta ja tykistä. Tässä tapauksessa mitattiin aikaväli ruudin välähdyksen ilmaantumisen ja tarkkailijan saavuttaneen laukauksen äänen välillä. Kokemus on osoittanut, että molempien laukausten äänet etenevät samalla nopeudella. Matkan varrella Gassendi määritti äänen etenemisnopeuden; hänen laskelmiensa mukaan se osoittautui yhtä suureksi kuin 449 metriä sekunnissa.
Tuloksen epätarkkuudesta huolimatta Gassendin kokeella oli suuri merkitys jatkotutkimukselle. Hän antoi menetelmän, jota monet tutkijat käyttivät myöhemmin. Edistyneempiä instrumentteja käyttämällä he löysivät todellisen äänennopeuden ilmasta. Samalla havaittiin, että se ei pysy vakiona, vaan muuttuu lämpötilan ja paineen mukaan: lämpimänä kesäpäivänä se on pienempi kuin kylmänä talvipäivänä ja esimerkiksi 0°:ssa nopeus ääni on noin 332 metriä sekunnissa.
Vuonna 1667 kuuluisa tutkija, maanmies ja Newtonin työtoveri, Robert Hooke teki sarjan kokeita, jotka paljastivat äänen uusia ominaisuuksia. Siihen asti monet tiedemiehet, kuten Bacon, pitivät ilmaa ainoana välineenä, jossa ääni voi levitä. Samaan aikaan arkielämässä oli ilmiöitä, jotka puhuivat jostain muusta. Tiedettiin esimerkiksi, että kun laitat korvan maahan, kuulet hevosen kolinaa. Samalla tavalla veteen sukeltaessa kuulet selvästi surffauksen äänen, liikkuvan veneen airojen roiskeen, kivien törmäyksen toisiaan vasten. Hooke oli tietysti tietoinen näistä tosiseikoista. Hän päätti kumota Baconin ja hänen seuraajiensa virheellisen väitteen.
Suoritettuaan sarjan erittäin mielenkiintoisia ja omaperäisiä kokeita, tiedemies päätyi tuloksiin, jotka hän kirjoitti muistiin laboratoriopäiväkirjaansa: "Tähän mennessä kukaan ei ole vielä tutkinut kysymystä siitä, mistä muista välineistä, paitsi ilmasta, ääni voidaan havaita. ihmisen korvan kautta. Vakuutan, että pitkänomaisen langan avulla välitin ääntä huomattavan matkan ja lisäksi nopeudella, jos ei yhtä suuri kuin valonnopeus, niin ainakin verrattomasti suuremmalla kuin äänen nopeus ilmassa.
Hooke teki erittäin mielenkiintoisen kokeen. Hän asetti viulun kuparilevyyn, johon oli juotettu lanka. Tämä lanka meni ikkunan läpi puutarhaan ja päätyi huomattavan matkan päässä talosta pieneen kalvoon. Kalvolla ollut henkilö kuuli selvästi viulunsoiton, joka tapahtui suljetussa huoneessa.
Lisätutkimukset osoittivat, että äänen etenemisnopeus eri kiinteissä aineissa ei ole sama. Kaikista metalleista raudalla on paras äänenjohtavuus. Äänen nopeus siinä on 5 tuhatta metriä sekunnissa, ja esimerkiksi lyijyssä ääni etenee nopeudella vain 1200 metriä sekunnissa.
Hooken ja muiden työn jälkeen fyysikot päättivät tutkia, eteneekö ääni nesteissä.
Vuonna 1827 ranskalainen geometri ja fyysikko Sturm yhdessä sveitsiläisen fyysikon ja insinööri Colladon päätti määrittää äänen etenemisnopeuden vedessä. Kokeet tehtiin Genevejärvellä, jonka syvyys ja puhtaus teki siitä erityisen sopivan tähän tarkoitukseen. Järven toisessa päässä, lähellä Rollin kaupunkia, oli ankkuroitu vene, johon Sturm mahtui. Sen piti antaa samanaikaisesti valo- ja äänisignaaleja erityisellä mekanismilla. Mekanismi toimi siten, että samanaikaisesti vasaran iskun kanssa veden alla olevaan kelloon syttyi pieni kasa ruutia. Valon ilmestyminen sillä hetkellä toimi signaalina äänen lähtemisestä.
Colladon ajoi 12 kilometriä Sturmista. Täällä hän sai valo- ja äänisignaaleja järven toisesta päästä. Toisessa kädessä tiedemies piti kuuloputkea, jonka pää laskettiin veteen, toisessa - sekuntikello. Colladon laski äänen etenemisnopeuden vedessä määrittäessään ajan, joka kului ruudin välähdyksen valosignaalin ilmestymisen ja kellon jyrinän välillä. Tämä kokemus toistettiin useita kertoja. Kävi ilmi, että äänen nopeus vedessä on lähes neljä kertaa suurempi kuin ilmassa. Veden lämpötilassa 8 ° se on 1431 metriä sekunnissa.
XVIII vuosisadan loppuun mennessä. kukaan ei epäillyt äänen värähtelevää luonnetta.
Kuuluisa englantilainen matemaatikko, fyysikko ja tähtitieteilijä Isaac Newton ensimmäinen tuotti loistavan matemaattisen analyysin aalto- ja värähtelyliikkeistä. Hän antoi kaavan, jolla oli mahdollista laskea teoreettisesti äänen nopeus eri medioissa. Newtonin tutkimusta jatkoivat Laplace ja muut matemaatikot. Heidän teoreettinen työnsä osui täysin yhteen lukuisten kokeiden tulosten kanssa. Joten esimerkiksi matemaattisten kaavojen perusteella laskettu äänen etenemisnopeus ilmassa ja muissa väliaineissa osui täysin kokeellisten tietojen kanssa. Vaikuttaa siltä, että kaikki, mikä voidaan tietää äänestä, on jo tiedossa. Mutta vuonna 1787 nuoren saksalaisen fyysikon Chladnin kirja julkaistiin Leipzigissä. Tämä kirja kertoo uskomattomista asioista. Tutkijan mukaan käy ilmi, että ääntä ei voi vain kuulla, vaan myös nähdä.
Ernst Chladni Hän omisti kaiken tieteellisen toimintansa ääniilmiöiden tutkimukselle. Hän tiesi työn Daniel Bernoulli ja Leonhard Euler tangon ja kielten värähtelyistä. Nämä olivat tutkimuksia yksinkertaisimmista kuuloisista kappaleista. Mutta kuinka monimutkaisemmat kuulostavat kappaleet käyttäytyvät, kuten esimerkiksi kellot? Nykyaikainen Chladnin tiede ei vastannut tähän kysymykseen. Jo pitkään on tiedetty, että jousien lisäksi myös monet muut esineet - lasit, piiput, levyt - voidaan saada soimaan viemällä niiden yli jousi. Tiedemies päätti soveltaa jousia kuuloisten kappaleiden tutkimukseen. Tutkijan laboratorio oli täynnä lukuisia esineitä, joilla oli mitä odottamattomin muoto ja tarkoitus. Lasit, lasit, kupit, metallivälineet, lautaset, tangot ja tangot lasista ja metallista - jokainen vastasi omalla "äänellä" maagisen jousen kosketukseen.
Tietenkään tämä kaikki ei ollut vain hauskaa. Pian tiedemies huomasi mielenkiintoisen ilmiön. Hän kaatoi vettä kuppiin haluten nähdä, kuulostaako tyhjä kuppi samalta kuin nesteellä täytetty kuppi. Heti kun Chladni ohitti keulan kupin reunaa pitkin, veden pinnalle ilmestyi pieni turvotus, joka johtui astian seinien vapinasta. Tämä turvotus oli liian matala tutkittavaksi, ja lisäksi se katosi nopeasti. Tutkija pohti, kuinka saada tämä turvotus vakaammaksi.
Chladni otti kupariympyrän ja kiinnitti sauvan, johon ympyrä oli kiinnitetty, piirsi jousen ympyrän reunaa pitkin. Ympyrä alkoi värähdellä antaen matalan äänen. Kun ääni lakkasi, tutkija ripotti ympyrän hiekalla. Sen jälkeen hän piirsi jousen jälleen ympyrän reunaa pitkin. Voidaan kuvitella tiedemiehen yllätystä ja iloa, kun ääniympyrään ilmestyi selkeät viivat. Hiekka hyppäsi pois ympyrän värähteleviltä osilta ja kerääntyi sinne, missä ei liikkunut ollenkaan. Nyt kuultavan kehon värähtelyn luonne on tullut näkyväksi. Mitä korkeampi ympyrän sävy oli, sitä monimutkaisempia hiekkahahmot olivat.
Uutiset Chladnin kokeista levisivät nopeasti kaikkialle tiedemaailmaan. Kaikkien maiden fyysikot ovat tutkineet huolellisesti salaperäisiä Chladnievin hahmoja. Näillä kokeilla oli suuri merkitys paitsi äänen tutkimuksen, myös akustiikan yleistymisen kannalta. Chladnin kokeet ovat edelleen erinomainen osoitus ääniilmiöiden värähtelevyydestä.
Myöhemmin löydettiin muita tapoja saada ääni näkyväksi. Kalvoon on mahdollista kiinnittää esimerkiksi kärki, joka lepää nokilevyä vasten. Kun keskustelua käydään tämän yksinkertaisen laitteen lähellä, kalvo värähtelee ja sen vapina välittyy pisteeseen. Tällä hetkellä levylle annetaan translaatioliikettä. Piste piirtää siksak-viivan nokiselle pinnalle. Tämän rivin luonne vaihtelee riippuen kalvon havaitsemien äänien luonteesta.
Tiedemiehet kohtaavat uuden houkuttelevan tehtävän. Oli tarpeen löytää tapa korjata äänivärähtelyjä, jotta myöhemmin tallennettu keskustelu olisi mahdollista toistaa saatujen jälkien perusteella.
Kuuluisa amerikkalainen keksijä ratkaisi tämän ongelman loistavasti thomas Edison. Vuonna 1876 hän järjesti Morsen lennätinlaitteeseen sovituksen, joka mahdollisti puhtaasti mekaanisella tavalla linjalta toiselle vastaanotetun sähkeen välittämisen. Tämä laite koostui metallisylinteristä, jossa oli ruuvikierre. Kun sylinteri pyöri, metallitappi meni kierrettä pitkin. Sylinterin ja tapin väliin laitettiin paperiarkki. Sähkeen vastaanoton aikana neula leikkaa paperin läpi vastaanotettujen signaalien mukaan.
Eräänä päivänä Edison laukaisi koneensa poikkeuksellisen nopeasti. Kun nopeus kasvoi siihen pisteeseen, että lennätinsignaaleja ei enää voitu erottaa, keksijä huomasi, että laite lähetti musiikkiäänen. Tämä sävy muuttui lähetettyjen signaalien luonteen mukaan. Edisonilla oli idea korvata Morsen lennätinsignaalit ihmisen puheen jättämillä jälkillä. Väsymätön tutkija toteutti heti ideansa. Hän teki kalvon venyttämällä öljyttyä paperia rungon päälle. Terävä terästappi kiinnitettiin kalvon keskelle. Paperin sijaan lennätinsylinteri käärittiin tinafolioon. Sitten Edison alkoi hitaasti pyörittää sylinteriä ja lausua samanaikaisesti useita sanoja kalvon yli. Äänivärähtelyt saivat kalvon värähtelemään ja yhdessä sen kanssa tapin, joka puristui kalvoon; jätti siihen jäljen epätasaisen syvyisen uran muodossa. Tämä oli ensimmäinen tallennettu ihmisääni. Jäljelle jäi vain sen toistaminen. Edison poisti ensimmäisen kalvon ja asetti toisen sylinterin päälle, joka oli varustettu ohuella ja joustavalla kärjellä. Sylinteri pantiin jälleen pyörivään liikkeeseen. Kärki, joka kohtasi matkallaan tinalevylle tapilla piirrettyjä korkeuksia ja syvennyksiä, välitti nämä värähtelyt kalvoon. Kone puhui; levysoitin näki valon.
Tiedemiehet ottivat Edisonin keksinnön vastaan eri tavoin. Jotkut ihailivat, toiset pudisti päätään epäuskoisena, toiset uskoivat, että tässä oli joku erittäin fiksu petos. Oli vaikea päästä eroon vakiintuneesta näkemyksestä äänestä kevyenä, liikkuvana ja vaikeasti vaikeana aineena; oli vaikea uskoa, että ääni voitaisiin saada kiinni, korjata ja saada toistumaan niin monta kertaa kuin haluttiin. Aikalaisten mukaan "fonografi osui niihin, jotka ymmärtävät sen yhtä paljon, ellei enemmän, kuin niihin, joille se on käsittämätöntä."
Edison fonografi osoittautui useiden akustisten laitteiden esi-isäksi. Nykypäivän tekniikan kehitys asettaa useita uusia ongelmia akustiikkaan. Radiostudioiden rakentaminen, katumelun torjunta, suurten auditorioiden ja konserttisalien rakentaminen edellyttävät äänen absorption lakien tuntemista.
Amerikkalaiselle kampukselle rakennettiin suuri auditorio. Sen suunnittelinut arkkitehti ei ottanut huomioon äänen etenemisen ja absorption lakeja. Tämä johti odottamattomiin tuloksiin: läsnäolijat kuulivat sekä puhujan puheen suoraan saarnatuolista että katosta heijastuneita ääniä. Kaikki tämä, sulautuessaan yhteen, loi käsittämättömän äänikaaoksen. Arkkitehdin virheen korjaamiseksi jouduttiin laskemaan katosta iso pressu köysien varassa, mikä virtaviivaisti hallin akustiikkaa.
Aikakautemme suurimman rakennuksen rakentaminen - Neuvostoliiton palatsi- esitti myös useita täysin uusia tehtäviä akustiikassa. Neuvostoliiton palatsin suureen saliin mahtuu 22 000 ihmistä. Tämän hallin korkeus tulee olemaan 100 metriä. Neuvostoliiton tutkijoiden ja insinöörien täytyi kehittää kupolirakenne, joka varmistaisi kaikkien siihen saapuvien äänien täydellisen imeytymisen. Oli tarpeen luoda eräänlainen "keinotekoinen taivas": loppujen lopuksi avoimen taivaan alla kaikki ylös menevät äänet jäätyvät korkeuteen, eivät palaa takaisin. Tehtävää vaikeutti materiaalien puute, joka antaisi erittäin voimakkaan äänenvaimennuksen. Teoriassa tämäkin asia oli täysin kehittymätön. Neuvostoliiton tiedemiehet ratkaisivat loistavasti tämän vaikean ongelman. Kehitetyn teorian perusteella löydettiin materiaaleja, joilla on tarvittavat ääntä vaimentavat ominaisuudet. Neuvostoliiton palatsin suuri sali tulee olemaan akustiikkansa mukaan maailman paras auditorio.
Näin kehittyy äänitiede, jossa viimeinen sana kuuluu Neuvostoliiton tutkijoille.
Cymatics on aaltojen ominaisuuksien tutkimus, sveitsiläisen tiedemiehen Hans Jennyn keksimä termi. Tiedemies vangitsi ensimmäistä kertaa valokuvafilmille ääniaallon vaikutuksen eri luonteisiin aineisiin - hiekkaan, veteen, saveen, joka on siroteltu teräslevyn pinnalle eri taajuuksien värähtelyliikkeiden vaikutuksesta. tilattu kuvio.
Cymatics on aaltojen ominaisuuksien tutkimus, sveitsiläisen tiedemiehen Hans Jennyn keksimä termi.Tiedemies vangitsi ensimmäistä kertaa valokuvafilmille ääniaallon vaikutuksen eri luonteisiin aineisiin - hiekkaan, veteen, saveen, joka on siroteltu teräslevyn pinnalle eri taajuuksien värähtelyliikkeiden vaikutuksesta. tilattu kuvio. Kuvion kuvat riippuivat aallon taajuudesta, mitä suurempi taajuus, sitä monimutkaisempi kuvio on saatu ääniaaltojen vaikutuksesta.
Symatiikka on tiedettä aaltojen muotoiluominaisuuksista.
Hans Jenny jatkoi saksalaisen tiedemiehen Ernst Chladnin (1756-1827) työtä.Tiedemies suoritti kokeita ääniaaltojen vaikutuksesta vesipisaroihin ja tuli uudestaan ja uudestaan siihen tulokseen, että samat harmonisen organisaation lait vaikuttavat epäorgaaniseen ja orgaaniseen aineeseen.
Harmonikistit sanoivat, että "ääni on kosminen polku tai luomisen säteet, jotka ovat diagonaalisia kosmiseen lähteeseen nähden."
Värien, äänen ja muodon maailmaa hallitsevat samat lait, ja harmonisten ja harmonisten rakenteiden välillä on läheiset suhteet. Harmoonistit sanoivat, että ääni on kosminen polku tai luomisen säteet, jotka ovat diagonaalisia kosmiseen lähteeseen nähden.
Meditaation aikana valo ja hiljaisuus muuttuvat identtisiksi, luoviksi ja muuttaviksi.
Suosittu teoria maailmankaikkeuden alkuperästä, jota useimmat teoreetikot tukevat - Alkuräjähdysteoria". Tämän teorian mukaan universumimme oli kerran äärettömän pieni hyytymä, supertiheä ja kuuma erittäin korkeisiin lämpötiloihin. Tämä epävakaa muodostelma räjähti yhtäkkiä, avaruus laajeni nopeasti ja lentävien korkeaenergisten hiukkasten lämpötila alkoi laskea. Räjähdys oli niin voimakas, että tämän räjähdyksen aiheuttamat valo- ja ääniaallot muuttavat energiansa yhä uusimpiin muotoihin. miljoonia vuosia luoda maailmaa ääni- ja valoaaltojen energian eri muunnelmissa.
Numerot ja äänet
Musiikin ja matematiikan, äänen ja numeron välissä olevien periaatteiden tutkimus on herättänyt tutkijoiden huomion Pythagoraan ajoista lähtien.
Viime vuosisadan 20-luvulla saksalainen tiedemies Hans Kaiser kehitti teorian maailman harmonisista ja herätti henkiin unohdetun yliäänitieteen (harmoniset).
Kaiser tutki äänen ja numeron välisiä kuvioita.
Sävelkorkeus ja kielen pituus liittyvät toisiinsa, Kaiser huomautti, eli laatu voidaan johtaa määrästä. Kaiserin teorian mukaan kokonaislukujen suhteen periaate ei ole pelkästään musiikin, vaan myös monien tieteiden (kemia, fysiikka, tähtitiede jne.) perusta. Kaiserin mukaan kauniimpina pidetään niitä luonnon muotoja, joissa on harmonisia suhteita ihmisen havainnointiin. Suhteet, jotka perustuvat oktaaviin (2:1), kvarttiin (3:2), terttiin (5:4), ovat erityisen suhteellisia.
Universumin energia voidaan ilmaista äänispektrin oktaavilla, valospektrin oktaavilla, geometrisesti - kidemuotojen hierarkialla. Äänitaajuuksien, värien ja geometristen muotojen välillä on näyttöön perustuva suhde. Tiede, joka tutkii kiteiden muotoa ja niiden sisäistä rakennetta, on ns kristallografia. Ilmennettyjen muotojen energiat ovat tiiviissä vuorovaikutuksessa, muuntuessaan toisiinsa, nämä energiat luovat uusia muotoja.
Muoto ja äänet
Dr. Jennyn tieteellisessä tutkimuksessa, joka tunnetaan nimellä "Cymatics", kirjoittaja osoitti äänen värähtelyjen geometrian käyttämällä ohuita säiliöitä, jotka oli täytetty seuraavilla aineilla: hiekka, Lygodeum-sienen itiöt, märkä kipsi ja erilaiset nestemuodot, joissa on pieniä hiukkasia tai niissä kelluu "kolloideja".
Tämä kirja on erityisen kiinnostava kolloidinen neste. Lepotilassa kolloidit jakautuvat tasaisesti nesteeseen ja vesi samenee. Dr. Jenny kutsuu tätä tilaa "hydrodynaamiseksi dispersioksi".
Kuitenkin, kun säiliötä värähteltiin puhtailla diatonisilla äänillä, nesteen hiukkaset kerääntyivät järjestetyiksi ja eristettyiksi näkyviksi geometrisiksi kuvioiksi, joista monet olivat rakenteeltaan kaksi- ja kolmiulotteisia. Toisin sanoen niissä oli mahdollista havaita muodostunut ja selvästi havaittu syvyys, eli ne eivät olleet "litteitä". Tässä kirjassa tämä on yksi tärkeimmistä kohdista, joka on opittava ja muistettava, sillä se tarjoaa kiistämättömän visuaalisen todisteen käsitteistä, joista olemme keskustelleet.
Kolmiulotteisia perusmuotoja on viisi, ja tunnemme ne platonisina kiinteinä aineina, sillä niiden löytämisen kunnia kuuluu kreikkalaiselle filosofille Platonille. On tärkeää olla erittäin selkeä: kun tarkkailemme näitä muotoja, havainnoimme itse asiassa värähtelyä. Itse muodot eivät välttämättä "ole olemassa" fyysisenä esineenä, vaan ne voivat olla hologrammi. Jos yrität tarttua niihin tai rikkoa ne, ne yksinkertaisesti katoavat ja muuttuvat väreiksi sormiesi ympärillä. Kuitenkin ilman häiriöitä muodot ovat olemassa hyvin todellisena värähtelynä ja kohdistavat kehoon täsmälleen saman paineen, jonka tunnet erittäin kovasta äänestä tai ukkonen.
Nyt kun olemme nähneet värähtelymuodot toimivat nestemäisessä eetterissä, tiedämme, että niiden paineen synnyttämät voimalinjat antavat meille mahdollisuuden tarkastella painovoiman dynamiikkaa uudella tavalla. Kiistaton todiste siitä, kuinka nämä geometriat muokkaavat maan pinnan rakenteellisia piirteitä, kuten maanosia, sukellusveneen harjuja ja vuoristomuodostelmia, emme enää ole totuuden sokaisemat. Ja on vain ajan kysymys, milloin yksinkertaiset havainnot muuttuvat tunnetuksi tiedoksi suurimmasta osasta ihmiskuntaa.
Lisäksi on erittäin tärkeää mainita seuraava: kun Fullerin oppilaat nostivat taajuutta pallossa tai Jenny nosti taajuutta vedessä, vanhat muodot hajosivat ja katosivat, ja niiden tilalle ilmestyi monimutkaisempi geometrinen muoto. Tämä ilmiö toimi myös päinvastoin: kun taajuus laskettiin alkuperäiseen arvoonsa, samanmuotoiset geometriat ilmestyivät uudelleen.
Siksi eetterin dynamiikkaa tutkimalla näemme, että kun energian värähtelytaajuus (tai jännitys) tietyllä alueella kasvaa, tämän alueen geometria, esimerkiksi muodostaen maan, muuttuu spontaanisti korkeampaan luokkaan. monimutkaisuudesta. Ja taajuuden ylös- ja alasvaikutuksia esiintyy koko luomisen ajan, mukaan lukien aurinkokuntamme kaikki kehot sen liikkuessa galaksin läpi.
Tohtori Speelhousen työ on osoittanut, että Pangean alkukantaisen "megamantereen" jälkeen Maan gravitaatiokenttä on jo käynyt läpi useita tällaisia muutoksia. Siihen aikaan maapallolla oli yksi kuori. Tämä tapahtui ennen laajentumisliikettä, jota nyt tarkastellaan Otto Hilgenbergin vuonna 1933 luomassa Global Tectonic Expansion Theory -teoriassa.
ääntä ja energiaa
Ääni on energian virta, joka virtaa kuin vesi.Ääni voi muuttaa väliainetta, jonka läpi se kulkee, ja se muuttaa itseään. Jokainen ääniaalto on voima, joka saa aikaan vastaavan reaktion. Siellä on aktiivinen voima, vastaanottava voima ja heidän vuorovaikutuksensa alue.
Konsonanttivärähtelyt muodostavat harmonisia taajuuksia, mikä johtaa subatomisten hiukkasten vetovoimaan toisiinsa.
Dissonanttiset värähtelyt aiheuttaa hiukkasen tai muodon irtoamisen tai räjähdyksen.
1800-luvulla asunut amerikkalainen tiedemies omisti suurimman osan elämästään äänen tutkimiselle voimana, joka lopulta alkoi toimia hänen kokeissaan ensisijaisena impulssina jännittävälle mystiselle energialle.Yksi John Keelyn luovan toiminnan suurimmista tuloksista oli neljänkymmenen värähtelyä säätelevän lain löytäminen.
Nämä lait olivat hänen luomansa sympaattisten värähtelyjen fysiikan perusta.
Tämä tutkimusalue, jolla John Keely oli yksinäinen edelläkävijä, pohtii värähtelyilmiöiden luontaista luonnetta, joka perustuu sympaattiseen eli resonanssiin vuorovaikutukseen.
Tiedemies sanoi, että ääni on "atomitasapainon häiriö, joka tuhoaa olemassa olevat atomihiukkaset, ja samalla vapautuvan aineen on tietysti oltava tietyn luokan eetterivirtaa". Hänen ideoidensa mukaan kaikki luonnossa värähtelee, värähtelee. Voimme sanoa, että kaiken luonnon ytimessä ovat eri taajuuksien värähtelyt, jotka luovat erilaisia yhdistelmiä. Samalla ”konsonanttiset”, harmoniset yhdistelmät aiheuttavat vetovoimaa ja ovat luonteeltaan luovia, kun taas epäharmoniset aiheuttavat vastenmielisyyttä ja tuhoa.
Esimerkki järjestäytyneestä tärinästä on musiikki. Kun soittimen kaksi kieltä viritetään harmoniseen yhdistelmään (esimerkiksi kolmannessa, kvintissä, oktaavissa), toisen liike saa aikaan vasteen toisessa.
Mutta muinaisista ajoista lähtien tunnettiin myös muuta musiikkia, Auringon, Kuun ja planeettojen luomaa "sfäärien musiikkia". Nykyään voimme kuulla tätä musiikkia tietokonetranskriptiona, mutta ehkä muinaisten vihittyjen mielestä se kuulosti paljon rikkaammalta ja kirkkaammalta.
Keely kutsui perustamaansa tiedettä sympaattiseksi värähtelyfysiikaksi "sympaattisten (vaste)värähtelyjen fysiikka". Hän ei vain onnistunut yhdistämään tämän tieteen perusfyysisiä käsitteitä, vaan myös ylittämään perinteisen "fysiikan" puitteet, yhdistämään sen "metafysiikkaan" siihen, mikä on tuntemattoman alueella, mukaan lukien henkinen. pallo.
Sympaattisten värähtelyjen fysiikka on tiivistetty neljäänkymmeneen lakiin, jotka olettavat erityisesti voiman ja aineen ykseyden sekä jälkimmäisen jaettavissa olevan perustavanlaatuisen äärettömyyden. Keelylle voima on vapautunutta ainetta ja aine sidottua voimaa, mikä vahvistettiin loistavasti 1900-luvulla koulupojankin tunteman kaavan E=mc2 muodossa. Keelyn laskelmien mukaan vesiämpäriin sisältyvä energia riittää siirtämään maailmamme pois kurssilta.
Tärkeimpien fyysisten ja metafyysisten kategorioiden joukossa Kilissä viittaa käsitteeseen neutraali keskusta. Jokaisella universumissa ilmenevällä kappaleella, atomista tähtijärjestelmään, on pohjassaan neutraali keskus, tuhoutumaton fokus; kaikki rakentuu sen ympärille, minkä tunnemme aineena, mikä on sen objektiivinen ilmentymä.
"Sympaattisen värähtelyfysiikan neljäkymmentä lakia"
"Ei ole olemassa aineen ja voiman jakautumista kahteen eri käsitteeseen, koska molemmat ovat yhtä. Voima on vapautunutta ainetta. Materia on sidottu voima.
Aineen ja voiman laki.
Kaiken aineen perustana on ääretön ja muuttumaton määrä atomoleja, jotka ovat yhtä äärettömiä avaruuden kanssa ja yhtä ikuisia keston kanssa; ne ovat jatkuvassa värähtelyliikkeessä, laajuudeltaan äärettömiä, lukumäärältään muuttumattomia ja ovat kaikkien energiamuotojen alkuperä.
Kehon värähtelyn laki.
Kaikki koherentit aggregaatit, jotka on eristetty omista samanlaisista kappaleistaan tai upotettuina eri tilassa olevasta aineesta koostuvaan väliaineeseen, värähtelevät tietyllä äänellä.
Kappaleiden värähtelyn laki.
Kaikki koherentit aggregaatit, joita ei ole eristetty omista samanlaisista kappaleistaan, värähtelevät jaksotaajuudella, joka korreloi harmonisesti värähtelevän kappaleen perusäänen kanssa; tämä sävy on atomolin sävyn monikerta.
Harmonisen värähtelyn laki.
Kaikki koherentit aggregaatit värähtelevät jatkuvasti jaksotaajuudella, joka korreloi harmonisesti värähtelevän kehon perusäänen kanssa; tämä sävy on atomolin sävyn monikerta.
Värähtelyenergian siirtymisen laki.
Kaikki värähtelevät ja värähtelevät koherentit aggregaatit luovat väliaineeseen, johon ne ovat upotettuja, samankeskisiä vuorottelevia puristumia ja harvinaisuuksia, jotka etenevät ulospäin jaksotaajuudella, joka on yhtä suuri kuin aggregaatin sävy.
Sympaattisten värähtelyjen laki.
Mikä tahansa koherentti yksikkö, joka on upotettu yksikön ominaistaajuutta vastaavalla taajuudella sykkivään väliaineeseen, värähtelee yhdessä väliaineen kanssa samalla taajuudella riippumatta siitä, onko välineen sävy unisoni vai jokin harmoninen värähtelyn perusäänestä. yksikkö.
Vetovoiman laki.
Lähimmät koherentit aggregaatit, jotka värähtelevät yhdessä tai harmonisella taajuuksien suhteella, vetäytyvät toisiaan vastaan.
Torjunnan laki.
Lähimmät koherentit aggregaatit, jotka värähtelevät dissonanssissa, hylkivät toisiaan.
Jaksojen laki.
Harmonisesti toisiinsa liittyvät koherentit aggregaatit muodostavat värähtelykeskuksia, jotka vastaavat perussäveltä, mutta eivät ole harmonisten monikertaisia, ja niiden väliset toissijaiset yhteydet synnyttävät dissonanttisia ääniä, olivatpa ne sitten unisoneja tai ylisävyjä alkuperäiseen sävyyn. Siten harmoniasta syntyy epäharmonia, loputtomien muutosten väistämätön syy.
Harmonisten laki.
Mikä tahansa värähtelytilassa oleva aggregaatti luo perusäänensä lisäksi sarjan värähtelyjä itsensä symmetrisistä murto-osista, jotka muodostavat yhden, kahden, kolmen tai moninkertaisen suhteen perusääneen.
Voiman laki. Energia ilmenee kolmessa muodossa:
- GENERAATTORI (värähtelevä yksikkö),
- LÄHETTÄMINEN (isokronisten aaltojen leviäminen väliaineessa, johon se on upotettu),
- HOITAVA (sen vaikutus muihin yksiköihin, jotka pystyvät värähtelemään yhdessä tai sopusoinnussa sen kanssa).
Atomiaineen värähtelyn laki.
Koherentti atomiaine pystyy värähtelemään sävyllä, joka vaihtelee suoraan suhteessa tiheyteen ja käänteisesti lineaarisiin mittoihin taajuuksilla yhdestä aikayksikköä kohti (1. oktaavista) 21. oktaavin taajuuteen, jolloin syntyy generatiivinen voima. Ääni (Sonity), jonka lähettävä voima (Ääni) etenee kiinteissä, nestemäisissä ja kaasumaisissa väliaineissa ja sen staattinen vaikutus (sonismi) luo vetoa tai hylkimistä sympaattisesti värähtelevien kappaleiden välille harmonisen veto- tai hylkimislain mukaisesti.
Terveyden laki.
Atomiaineiden ja atomimolekyylien sisäiset värähtelyt pystyvät värähtelemään jaksotaajuudella, joka on suoraan verrannollinen niiden tiheyteen, kääntäen verrannollinen niiden lineaarisiin mittoihin ja suoraan verrannollinen niiden eheyteen alueella 21.–42. oktaavia. Tämä luo Sono-thermityn generoivan voiman, jonka Sono-thermityn välitysvoima etenee kiinteissä, nestemäisissä, kaasumaisissa ja superkaasumaisissa väliaineissa ja luo staattisesti molekyylien koheesion ja yhdistymisen tai niiden hajoamisen veto- ja hylkimislain mukaisesti.
Atomien värähtelyn laki.
Kaikki eheystilassa (jännityksessä) olevat atomit pystyvät värähtelemään taajuudella, joka on kääntäen verrannollinen niiden atomipainojen kuutioon ja suoraan verrannollinen niiden eheyden asteeseen, välillä 42-63 oktaavia sekunnissa. Tämä luo generatiivisen voiman, Thermityn, jonka välittävä voima, Rad-energia (Radenergy) *, leviää kiinteässä, nestemäisessä, kaasumaisessa eetterissä ja saa aikaan staattisen vaikutuksen (koheesio ja kemia - koheesio ja kemia) muihin atomeihin, jolloin ne yhdistyvät tai yhdistyvät. vaimeneminen harmonisen veto- ja hylkimislain mukaisesti.
Atomiaineiden värähtelyn laki.
Atomit pystyvät värähtelemään itsessään taajuudella, joka on kääntäen verrannollinen Dyneen (paikallinen painovoimakerroin) ja atomitilavuuteen sekä suoraan verrannollinen atomin painoon. Samalla syntyy generatiivinen voima (sähkö), jonka välitysvoima etenee atomikiintoaineessa, nestemäisessä, kaasumaisessa väliaineessa ja saa aikaan induktiivisen ja staattisen magneettisen vaikutuksen muihin atomeihin aiheuttaen niiden vetovoiman tai hylkimisen harmonisen lain mukaisesti. Vetovoima ja vastenmielisyys.
Atomien värähtelylaki.
Samalla äänellä värähtelevät atomolit (määritelty samanlaisen koon ja painon perusteella) luovat Atomolityn generatiivisen voiman, jonka välittävä muoto, Gravity, etenee harvinaisemmassa väliaineessa ja tuottaa staattisen vaikutuksen kaikkiin muihin atomoliin, joita kutsutaan painovoimaksi.
Voimien muuntamisen laki.
Kaikki voimat ovat Universaalin Energian eri muotoja, jotka eroavat jaksoistaan-taajuuksistaan, siirtyen toisiinsa erottamattomien lisäysten kautta; kun taas jokainen muoto on 21 oktaavin alueella.
Jokainen muoto tai ääni voidaan muuntaa vastaavaksi toista korkeampaa tai matalampaa säveltä 105 oktaavin asteikolla. Tämä muunnos voidaan toteuttaa vain staattisen vaikutuksen avulla, jonka kehittävät joko harmonisten sävyjen värähtelyt niiden perusäänen ylä- ja alapuolella, tai läheiset järjestelmät lisättäessä ja vähennettäessä niiden sävyjä tai jollain kolmannella tavalla erityisistä olosuhteista riippuen.
Atomiäänen laki.
Jokaisella atomilla on oma erityinen luonnollisen värähtelynsä sävy. Atomiäänen muutoksen laki Rad-energian avulla. Säteilyn korkeampien harmonisten ja ylisävyjen korkeus
Rad-energia riittää aiheuttamaan atomin laajenemisen; sama toiminta, joka saa atomolit värähtelemään jatkuvasti, aiheuttaa atomin supistumisen; siten tilavuuden muutoksen seurauksena atomin sävy muuttuu.
Laki atomin sävyn muuttamisesta sähkön ja magnetismin avulla.
Sähkö ja magnetismi aiheuttavat atomissa sisäisiä värähtelyjä, joihin liittyy suhteellisia muutoksia sen tilavuudessa ja siten myös sävyssä.
Yksi modernin tieteen virheistä on joidenkin ilmiöiden tarkastelu erillään muista, sympaattisten värähtelyjen fysiikka paljastaa meille maailmankaikkeuden äärettömyyden, jossa kaikki esineet ja ilmiöt ovat osia yhdestä kokonaisuudesta. julkaistu
Musiikin vaikutus veden rakenteeseen. Japanilaisten tiedemiesten kokemuksia.
Yksinkertaisten sanojen ja ajatusten vaikutuksesta veteen
Veden muisti. Rakkausloitsuja vedessä. REN-TV:n lähetyksen tallennus.
Fragmentti dokumentista "Secret Stories: The Law of World Coding".
REN TV-lähetysyhtiö, ohjelma esitettiin joulukuussa 2009.
P.S. Ja muista, vain muuttamalla tietoisuuttasi - yhdessä muutamme maailmaa! © econet
Italialaisten fyysikkojen kokeet tekivät lopulta mahdolliseksi antaa lopullisen selityksen nopean äänen ilmiölle vedessä. Kahdesta nykyään olemassa olevasta teoriasta - viskoelastinen ja kaksikomponenttinen - nämä kokeet vahvistivat ensimmäisen ja kumosivat toisen.
Normaaliolosuhteissa äänen nopeus vedessä on noin 1,5 kilometriä sekunnissa, eikä se riipu ääniaallon taajuudesta. On kuitenkin pitkään tiedetty, että useiden terahertsien taajuudet (1 terahertsi = 10 12 Hz) ultraäänivärähtelyt etenevät vedessä noin kaksinkertaisella nopeudella. Tämä ilmiö löydettiin kokeellisesti 20 vuotta sitten, vihjeitä siitä ilmestyi vesidynamiikan numeerisessa mallintamisessa atomitasolla, mutta kaikesta tästä huolimatta sille ei ole vielä löydetty yleisesti hyväksyttyä selitystä. Vasta nyt italialaisten fyysikkojen kokeiden ansiosta, jotka on julkaistu artikkelissa SC Santucci et al., Physical Review Letters, 97, 225701 (27. marraskuuta 2006), tämän ilmiön luonteessa kaikki "i" on pilkullinen ( artikkeli on saatavilla myös tekijöiden verkkosivuilla, PDF , 274 Kb).
On syytä korostaa heti, että kokeita tällaisella korkeataajuisella ultraäänellä on erittäin vaikea tehdä. Tämän alueen akustisia säteilijöitä ei ole vielä keksitty, ja siksi fyysikkojen on määritettävä tällaisen ultraäänen nopeus epäsuorilla menetelmillä. Tätä varten vettä säteilytetään neutronivirralla tai röntgensäteillä, jotka törmääessään vesimolekyyleihin synnyttävät nopeita värähtelyjä mikroskooppisessa tilavuudessa ja siirtävät osan energiastaan ja liikemäärästään niihin. Näiden kahden suuren suhteesta johdetaan äänen värähtelyjen etenemisnopeus.
Tähän mennessä on olemassa kaksi pääteoriaa, jotka väittävät selittävän tämän ilmiön. Ensimmäisen mukaan yhä korkeamman taajuuden äänessä vesi muuttuu yhä joustavammaksi ja vähemmän liikkuvaksi väliaineeksi (tällaisia väliaineita kutsutaan viskoelastiksi). Tämän seurauksena niin korkeataajuiset värähtelyt etenevät pikemminkin elastisen, lähes kiinteän väliaineen läpi, ja kiinteässä aineessa äänen nopeus on suurempi kuin nesteessä (äänen nopeus esimerkiksi jäässä on vain noin 3 km /s).
Toinen teoria perustuu siihen, että vesi koostuu kahden tyyppisten ionien kietoutuneesta verkostosta: erittäin kevyistä vetyioneista ja raskaista happi-ioneista. Laskelmat osoittavat, että usein tällaisissa kaksikomponenttisissa välineissä, joiden massat vaihtelevat, on erikoistyyppisiä nopeita ääniaaltoja, jotka etenevät yksinomaan valoatomien verkon kautta. Tämä teoria on jo osoittautunut hyvin nopean äänen kuvaamiseen kaksikomponenttisissa kaasuissa ja metalliseoksissa, ja siksi näyttää luonnolliselta, että se toimii myös vedessä.
Molemmat mallit ovat tietysti yhdenmukaisia edellä kuvattujen kokeiden kanssa, mutta ne kuvaavat täysin eri tavalla siirtyminen normaalista äänestä nopeaan ääneen, jonka pitäisi esiintyä alemmilla taajuuksilla, gigahertsialueella. Siksi, jotta voidaan vastata kysymykseen, kumpi kahdesta mallista on oikea, on mitattava äänen nopeuden riippuvuus taajuudesta tällä välialueella. Tällaisen kokeen lisämonimutkaisuus on, että siirtyminen normaalista nopeaan ääneen on selkein erittäin kylmässä ja jopa alijäähtyneessä vedessä (eli alle nollan Celsius-asteen). Kokeet alijäähdytetyllä vedellä vaativat taitoa, koska pienimmässäkin häiriössä se kiteytyy nopeasti.
Juuri tämän kokeen italialaiset fyysikot perustivat. Optisten ja ultraviolettifotonien sirontaa tutkimalla he pystyivät skannaamaan äänen värähtelyn taajuusaluetta 1-100 GHz ja ensimmäistä kertaa saamaan tarkat tiedot äänen värähtelyn nopeudesta tällä alueella. Kokeilu osoitti täysin selvästi, että taajuuden kasvaessa (tai lämpötilan laskussa) äänen nopeus todella poikkeaa vähitellen "normaalista" riippuvuudesta ja alkaa kasvaa (muuten, mielipiteet jakautuivat myös niin sujuva siirtymä).
Lisäksi artikkelin kirjoittajat vertasivat tietojaan molempien mallien ennusteisiin ja osoittivat, että koe vahvistaa viskoelastisen mallin ja on ristiriidassa kaksikomponenttisen mallin johtopäätösten kanssa. Siten voidaan olettaa, että pitkään jatkunut kiista näiden kahden mallin kannattajien välillä on päättynyt. Yleisesti ottaen tämä teos korostaa jälleen kerran veden rakenteellisten ja dynaamisten ominaisuuksien hämmästyttävää monimuotoisuutta (katso lisätietoja suositusta artikkelista: Yu. I. Golovin. Vesi ja jää - tiedämmekö niistä tarpeeksi? // jäähdytysnestettä, 2000, nro 9, s. 66-72).
Hydroakustiikka (kreikasta. vesi-vesi, acusticococcus- kuulo) - tiede vesiympäristössä tapahtuvista ilmiöistä, jotka liittyvät akustisten aaltojen etenemiseen, emissioon ja vastaanottamiseen. Se sisältää vesiympäristöön käytettävien hydroakustisten laitteiden kehittämisen ja luomisen.
Kehityksen historia
Hydroakustiikan perusteet
Akustisten aaltojen etenemisen ominaisuudet vedessä
Kaiun esiintymistapahtuman osat.
Kattavan ja perusteellisen tutkimuksen akustisten aaltojen leviämisestä vedessä alkoi toisen maailmansodan aikana, minkä saneli tarve ratkaista laivaston ja ennen kaikkea sukellusveneiden käytännön ongelmat. Kokeellista ja teoreettista työtä jatkettiin sodanjälkeisinä vuosina ja se tiivistettiin useisiin monografioihin. Näiden töiden tuloksena tunnistettiin ja tarkennettiin joitakin akustisten aaltojen etenemisen piirteitä vedessä: absorptio, vaimennus, heijastus ja taittuminen.
Akustisen aaltoenergian imeytymistä meriveteen aiheuttaa kaksi prosessia: väliaineen sisäinen kitka ja siihen liuenneiden suolojen dissosiaatio. Ensimmäinen prosessi muuntaa akustisen aallon energian lämpöenergiaksi ja toinen prosessi, joka muuttuu kemialliseksi energiaksi, saattaa molekyylit pois tasapainosta ja ne hajoavat ioneiksi. Tämän tyyppinen absorptio kasvaa jyrkästi akustisen värähtelyn taajuuden kasvaessa. Suspendoituneiden hiukkasten, mikro-organismien ja lämpötilapoikkeamien esiintyminen vedessä johtaa myös akustisen aallon vaimenemiseen vedessä. Nämä häviöt ovat pääsääntöisesti pieniä, ja ne sisältyvät kokonaisabsorptioon, mutta joskus, kuten esimerkiksi laivan perässä hajottaessa, nämä häviöt voivat olla jopa 90%. Lämpötilapoikkeamien esiintyminen johtaa siihen, että akustinen aalto tulee akustisen varjon vyöhykkeille, joissa se voi heijastua useita kertoja.
Vesi-ilma- ja vesi-pohjarajapintojen läsnäolo johtaa akustisen aallon heijastumiseen niistä, ja jos ensimmäisessä tapauksessa akustinen aalto heijastuu kokonaan, niin toisessa tapauksessa heijastuskerroin riippuu pohjamateriaalista: se heijastaa huonosti mutaista pohjaa, hyvin hiekkaista ja kivistä. Matalissa syvyyksissä pohjan ja pinnan välisen akustisen aallon toistuvan heijastuksen vuoksi syntyy vedenalainen äänikanava, jossa akustinen aalto voi levitä pitkiä matkoja. Äänennopeuden arvon muuttaminen eri syvyyksissä johtaa äänen "säteiden" kaareutumiseen - taittumiseen.
Äänen taittuminen (ääninsäteen polun kaarevuus)
|
Äänen taittuminen vedessä: a - kesällä; b - talvella; vasemmalla - nopeuden muutos syvyyden mukaan. Äänen etenemisnopeus vaihtelee syvyyden mukaan, ja muutokset riippuvat vuodenajasta ja vuorokaudenajasta, säiliön syvyydestä ja useista muista syistä. Tietyssä kulmassa horisontissa olevasta lähteestä tulevat äänisäteet taipuvat, ja taipumisen suunta riippuu äänen nopeuksien jakautumisesta väliaineessa: kesällä, kun ylemmät kerrokset ovat lämpimämpiä kuin alemmat, säteet taipuvat. alaspäin ja heijastuu enimmäkseen pohjasta, samalla kun ne menettävät merkittävän osan energiastaan; talvella, kun veden alemmat kerrokset säilyttävät lämpötilansa, kun taas ylemmät kerrokset jäähtyvät, säteet taipuvat ylöspäin ja heijastuvat toistuvasti veden pinnalta, jolloin energiaa menetetään paljon vähemmän. Siksi talvella äänen etenemisetäisyys on suurempi kuin kesällä. Vertikaalinen äänen nopeusjakauma (VSDS) ja nopeusgradientti vaikuttavat ratkaisevasti äänen etenemiseen meriympäristössä. Äänennopeuden jakautuminen Maailmanmeren eri alueilla on erilainen ja vaihtelee ajan myötä. On olemassa useita tyypillisiä VRSZ-tapauksia: |
Äänen sironta ja absorptio väliaineen epähomogeenisuuksien vuoksi.
Äänen leviäminen vedenalaisessa äänessä. kanava: a - äänen nopeuden muutos syvyyden kanssa; b - säteiden polku äänikanavassa. Korkeataajuisten äänien etenemiseen, kun aallonpituudet ovat hyvin pieniä, vaikuttavat pienet epähomogeenisuudet, joita yleensä esiintyy luonnollisissa altaissa: kaasukuplat, mikro-organismit jne. Nämä epähomogeenisuudet toimivat kahdella tavalla: ne absorboivat ja sirottavat ääniaaltojen energiaa. . Tämän seurauksena äänen värähtelytaajuuden kasvaessa niiden etenemisalue pienenee. Tämä vaikutus on erityisen havaittavissa veden pintakerroksessa, jossa on eniten epähomogeenisuutta. Heterogeenisuuksien aiheuttama äänen sironta sekä veden pinnan ja pohjan epäsäännöllisyydet aiheuttavat äänipulssin lähettämiseen liittyvän vedenalaisen kaiuntailmiön: heterogeenisuuden ja sulautumisen yhdistelmästä heijastuvat ääniaallot antavat kiristyksen. äänipulssista, joka jatkuu päättymisensä jälkeen. Vedenalaisten äänien leviämisalueen rajoja rajoittavat myös meren omat äänet, joilla on kaksi alkuperää: osa meluista syntyy aaltojen vaikutuksista veden pintaan, merensurffauksesta, vierivien kivien jne. ääni; toinen osa liittyy meren eläimistöön (hydrobiontien tuottamat äänet: kalat ja muut meren eläimet). Biohydroakustiikka käsittelee tätä erittäin vakavaa näkökohtaa. |
Ääniaaltojen etenemisetäisyys
Ääniaaltojen etenemisalue on monimutkainen funktio säteilytaajuudesta, joka liittyy ainutlaatuisesti akustisen signaalin aallonpituuteen. Kuten tiedetään, korkeataajuiset akustiset signaalit vaimentuvat nopeasti vesiympäristön voimakkaan absorption vuoksi. Matalataajuiset signaalit päinvastoin pystyvät leviämään vesiympäristössä pitkiä matkoja. Joten akustinen signaali, jonka taajuus on 50 Hz, pystyy etenemään valtameressä tuhansien kilometrien etäisyyksillä, kun taas 100 kHz:n taajuudella, joka on tyypillinen sivuskannausluotaimelle, etenemisalue on vain 1-2 km. Taulukossa on esitetty nykyaikaisten kaikuluotainten likimääräiset alueet, joilla on erilaiset akustisen signaalin taajuudet (aallonpituus):
Käyttöalueet.
Hydroakustiikka on saanut laajan käytännön sovelluksen, koska tehokasta järjestelmää sähkömagneettisten aaltojen siirtämiseksi veden alla millään merkittävällä etäisyydellä ei ole vielä luotu, ja siksi ääni on ainoa mahdollinen viestintäkeino veden alla. Näihin tarkoituksiin käytetään äänitaajuuksia 300 - 10 000 Hz ja ultraääniä 10 000 Hz ja enemmän. Sähködynaamisia ja pietsosähköisiä emittereitä ja hydrofoneja käytetään emittereinä ja vastaanottimina äänialueella ja pietsosähköisiä ja magnetostriktiivisia ultraäänialueella.
Tärkeimmät hydroakustiikan sovellukset ovat:
- Sotilaallisten ongelmien ratkaiseminen;
- Merenkulun navigointi;
- Ääni vedenalainen viestintä;
- kalan etsintä tiedustelu;
- Merentutkimus;
- Toiminta-alueet valtamerten pohjan vaurauden kehittämiseksi;
- Akustiikan käyttö uima-altaassa (kotona taissa)
- Merieläinten koulutus.
Huomautuksia
Kirjallisuus ja tietolähteet
KIRJALLISUUS:
- V.V. Shuleikin Meren fysiikka. - Moskova: "Nauka", 1968. - 1090 s.
- I.A. romanialainen Hydroakustiikan perusteet. - Moskova: "Laivanrakennus", 1979. - 105 s.
- Yu.A. Koryakin Hydroakustiset järjestelmät. - Pietari: "Pietarin tiede ja Venäjän merivoima", 2002. - 416 s.
Esitys "1. syyskuuta"
Esimerkkejä hauskoista, hauskoista ja hauskoista uudenvuoden kohtauksista lomiin ja yritysjuhliin
Viimeisen puhelun skenaarioideoita