Ученые достигли предела громкости звука в воде — Naked Science
3 минуты
Васильев1 Сергей
1

Ученые достигли предела громкости звука в воде

Используя импульсы мощного лазера, американские физики создали в воде звуковую волну максимально возможной громкости.

sound0
©Wikipedia

Звуком мы называем механические колебания, вызванные прохождением через среду упругих волн определенной частоты. Их интенсивность (громкость) оценивают в децибелах: обычный разговор — около 55 дБ, шум двигателей взлетающего самолета — 120-130 дБ. Распространение такой волны несет с собой и скачок давления — тем больший, чем громче звук. Это накладывает теоретический предел громкости, которой можно достичь в той или иной среде, — последний уровень, после которого она разрушается. Для воздуха при атмосферном давлении он составляет около 194 дБ, для воды — 270 дБ. 

 

Достичь этого предела удалось Клаудиу Стэну (Claudiu Stan) и его коллегам из Национальной ускорительной лаборатории SLAC. Для этого физики использовали микроскопические (14-30 мкм в диаметре) струйки воды, воздействуя на них импульсами мощного рентгеновского лазера. Каждая такая вспышка вызывала моментальное испарение небольшого объема воды и создавала ударную волну. Отражаясь от границы водной струйки и накладываясь сама на себя, эта волна усиливалась. Происходило это до тех пор, пока не превышала доступный для водной среды предел в 270 дБ, после которого вода моментально превращалась в заполненные паром пузырьки, тут же коллапсирующие.

 

Цепочки ударных волн распространяются в стороны от эпицентра / ©Claudiu Stan, Rutgers University Newark

 

В статье, опубликованной Physical Review Fluids, Клаудиу Стэн и его соавторы отмечают, что эта работа позволит больше понять взаимодействие воды и микроскопических частиц и поможет лучше ими манипулировать. Эта задача становится особенно актуальной по мере прогресса микрофлюидики (микрогидродинамики) — исследования миниатюрных проб в крошечных объемах и потоках жидкости.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

Позавчера, 19:42
51 минута
Александр Березин

9 апреля 1940 года Германия внезапно напала на Данию и Норвегию — выполнив тем самым планы британского командования, пытавшегося спровоцировать Берлин на такое нападение. Но дальше все пошло не по плану: Германия победила, союзники проиграли. Тем не менее в этой битве выиграли не только немцы. Парадоксальным образом она помешала и англо-французским планам нападения на СССР в 1940 году, что радикально изменило ход и исход всей мировой войны. Попробуем разобраться в деталях.

10 часов назад
4 минуты
Илья Ведмеденко

Вчера состоялось торжественное событие: Южная Корея представила свой самый амбициозный военный проект — истребитель условно «нового» поколения. На опубликованных фото можно рассмотреть машину во всей красе.

8 апреля
13 минут
Мария Азарова

Когда знаменитый епископ Лунда Педер Винструп умер, его похоронили в семейном склепе в Лундском соборе вместе с женой. После реставрации собора в XIX веке гробы перенесли в общее хранилище, а в 2012 году ученые решили исследовать мумифицированные останки. Неожиданно в ногах Винструпа обнаружили небольшой кулек — завернутое в ткань тело недоношенного ребенка. Это открытие вызвало резонный вопрос: как эмбрион попал в гроб к епископу и имели ли они родственную связь?

4 апреля
23 минуты
Александр Березин

Немецкие ученые проанализировали склонность жителей восьми стран носить маски и соблюдать антиковидные меры. Самыми «несклонными» оказались граждане США, Швеции, Польши и России, а самыми склонными — немцы, англичане, французы и испанцы. Исследователи пришли к выводу: чем ниже склонность, тем выше смертность. В нашей стране реальная смертность от Covid-19 в несколько раз выше, чем официальная от оперштаба, то есть на деле эффект от пренебрежения масками и дистанцированием, вероятно, весомее. Разбираемся в деталях и в том, как это связано с провалом вакцинации от коронавируса в России.

6 апреля
9 минут
Василий Парфенов

Ingenuity, который совсем скоро должен стать первым вертолетом, взлетевшим в атмосфере другого небесного тела, наконец вошел в полностью самостоятельный этап миссии. Он окончательно отделился от Perseverance, марсоход от него отъехал, и теперь дрон получает энергию только от собственной солнечной батареи. Он уже пережил суровую марсианскую ночь и прислал снимок с собственной камеры.

11 марта
7 минут
Василий Парфенов

Абсолютно фантастический варп-двигатель, с теоретической точки зрения, интересен тем, что принцип его работы сам по себе не нарушает никаких законов физики. Вот только для работы такого устройства потребуются несуществующие материалы с невозможными свойствами — например, отрицательной плотностью энергии. Однако немецкий физик внимательно изучил более ранние научные работы по теме и нашел хитрую лазейку, которая позволяет хотя бы теоретически описать подобный способ передвижения без использования экзотических и аномальных материй.

17 марта
12 минут
Василий Парфенов

Продолжавшееся более пяти лет уголовное дело подошло к завершению: серийного сетевого сексуального маньяка осудили на 75 лет тюремного заключения. Чтобы поймать человека, растлившего 375 несовершеннолетних девушек, потребовалось пойти на беспрецедентные и этически спорные меры: создать вредоносное ПО и подсунуть злоумышленнику видеоловушку со встроенным вирусом.

25 марта
36 минут
Александр Березин

Улыбающийся мультимиллиардер планирует понять, насколько эффективно мел в стратосфере защищает планету от солнечного света, и если результат хорош, распылить его там в гигантских количествах. Потенциально это результативная задумка: ученые давно показали, что так можно добиться полного покрытия Земли устойчивыми льдами — вплоть до экватора. Увы, идея Гейтса — плагиат, причем не лучший. Советский исследователь предложил похожее полвека назад с более эффективной серой. Интереснее другое: подобные мероприятия один раз едва не уничтожили человечество. Разбираемся в деталях, а также в том, грозит ли нам повторение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий

20.05.2019
-
0
+
Разве ультразвуковые генераторы тумана не на похожем принципе работают? Вроде та же ударная волна, кавитация, коллапсирование заполненных паром пузырьков, холодный туман на выходе. В чём новизна эксперимента кроме лазера?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: