Ученые достигли предела громкости звука в воде — Naked Science
20.05.2019
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.
Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Вчера, 12:05
Ольга Иванова

Польские исследователи узнали, какой определяющий фактор стоит за убежденностью людей не вакцинироваться от коронавирусной инфекции.

2 часа назад
Сергей Васильев

Ученые показали, что удлинение суток ведет к более продуктивному фотосинтезу и, возможно, некогда помогло цианобактериям совершить кислородную революцию на древней Земле.

Позавчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

28 июля
Василий Парфенов

Компания Microsoft несколько лет назад намеревалась не изменять номер своей основной операционной системы для компьютеров — «десятка» должна была остаться с нами надолго. Однако очередное крупное обновление, по мнению маркетологов, очевидно, оказалось достойно новой цифры в названии ОС. Windows 11 принесет пользователям не только новые функции, улучшения безопасности и быстродействия, а также измененный дизайн, но и лишится некоторых привычных элементов. Хотя если кто-то и расстроится из-за этого, то скучать будет лишь по парочке из них.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[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?
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: