Az energia terén bekövetkezett fordulat miatt Baden-Württembergben a megújuló energiák egyre fontosabbá válnak. Ennek központi eleme a szélenergia felhasználása. 2011-ben a helyi szélturbinák a villamos energia körülbelül egy százalékát termelték ezen a területen. Összesen 380 szélturbina működött. 2020-ra a szélturbinák összteljesítményének 500 megawattról (2012-től) 3500 megawattra kell nőnie. Az összes villamos energia mintegy tíz százalékát szélturbinákkal kell majd előállítani. Egy tipikus, 2 MW névleges teljesítményű szélturbina, amely Baden-Württembergben kedvező helyen található, elméletileg több mint 1000 háztartást tudna villamos energiával ellátni.

A szélenergia fejlesztésénél figyelembe kell venni az emberre és a környezetre gyakorolt ​​hatást. A szélturbinák zajt keltenek. Megfelelő tervezés és a lakásfejlesztések megfelelő távolsága esetén a szélturbinák nem okoznak akusztikai zavart. Már több száz méteres távolságban a szélturbina zaja szinte nem haladja meg a növényzetben a természetes szélzajt. A szélturbinák a hanghullámokkal együtt a forgó lapátok körüli légáramlás miatt alacsonyabb frekvenciájú zajt, úgynevezett infrahangot vagy rendkívül alacsony hangot keltenek. A hallás ebben a tartományban rendkívül érzéketlen. Mindazonáltal a szélenergia fejlesztésének keretein belül attól tartanak, hogy ezek az infrahanghullámok károsak lehetnek az emberre, vagy veszélyesek lehetnek az egészségére. Ennek a füzetnek az a célja, hogy hozzájáruljon a kérdés megvitatásához.

Mi a hang?

Egyszerűen fogalmazva, a hang kompressziós hullámokból áll. Amint ezek a nyomásingadozások a levegőben terjednek, a hang továbbítódik. Az emberi fül 20-20 000 hertz frekvenciájú hangot képes felvenni. A hertz a frekvencia mértékegysége, amelyet a másodpercenkénti rezgések száma határoz meg. Az alacsony frekvenciák az alacsony hangoknak, a magas frekvenciák a magas hangoknak felelnek meg. A 20 Hz alatti frekvenciákat infrahangnak nevezzük. A hangtartomány feletti zaj, pl. 20 000 Hz felett ultrahangnak nevezik. Az alacsony frekvenciákat hangnak nevezzük, amelynek túlnyomó része a 100 Hz alatti tartományba esik. A légnyomás időszakos ingadozása hangsebességgel terjed, körülbelül 340 m/s. Az alacsony frekvenciájú rezgések nagy, a nagyfrekvenciás rezgések rövid hullámhosszúak. Például egy 20 hertzes hang hullámhossza 17,5 m, 20 000 Hz-es frekvencián pedig 1,75 cm.

Hogyan terjed az infrahang?

Az infrahang terjedése ugyanazoknak a fizikai törvényeknek engedelmeskedik, mint a levegőben terjedő összes hullámtípus. Egyetlen hangforrás, például egy szélturbina generátor olyan hullámokat bocsát ki, amelyek minden irányban gömbszerűen terjednek. Mivel a hang energiája mindenkinek el van osztva nagy terület, a négyzetméterenkénti hangintenzitás fordított geometriai összefüggést mutat: a távolság növekedésével a hang halkabb lesz (lásd az ábrát).

Ezzel együtt van a levegőben lévő hullámok elnyelésének hatása. A hangenergia egy kis része a terjedés során hővé alakul, aminek következtében további hangcsökkentés érhető el. Ez az abszorpció frekvenciafüggő: az alacsonyabb frekvenciájú hangok kevésbé, a magasabb frekvenciák jobban csökkennek. A hangintenzitás csökkenése a távolsággal nagymértékben meghaladja a hangelnyelés miatti veszteséget. Különlegessége, hogy az alacsony frekvenciájú rezgések nagyon könnyen áthaladnak a falakon, ablakokon, aminek következtében a hatás az épületen belül jelentkezik.

Hol található az infrahang?

Az infrahang a mindennapi életünk része környezet. Kibocsátásra kerül hatalmas szám különféle forrásokból. Ide tartoznak mind a természetes források, mint a szél, a vízesés vagy a tengeri szörfözés, mind a műszaki források, mint például a fűtőtestek és légkondicionálók, az utcai és vasúti járművek, a repülőgépek vagy a diszkók audiorendszerei.

Szélturbinák zaja.

A modern szélerőművek a szél erősségétől függően a teljes frekvenciatartományban zajt keltenek, beleértve az alacsony frekvenciájú hangokat és az infrahangot is. Ennek oka a turbulencia felbomlása, különösen a lapátok végein, valamint a széleken, réseken és támasztékokon. A levegővel fújt penge a siklószárnyéhoz hasonló zajt kelt.

A hangkibocsátás a szélsebesség növekedésével növekszik, amíg az egység el nem éri a névleges teljesítményét. Ezt követően állandó marad. A fajlagos infrahangsugárzás más műszaki berendezések sugárzásához hasonlítható.

Tanulmányok kimutatták, hogy a szélturbinák infrahangos sugárzása az emberi érzékelési küszöb alatt van. A grafikon zöld vonala azt mutatja, hogy 250 méteres távolságban a mért értékek az érzékelési küszöb alatt vannak.

Ugyanakkor a természetes akadályokon áthaladó erős szél nagyobb intenzitású infrahangot kelthet. Összehasonlításképpen: az adminisztrációs épületen belül a LUBW mérései szerint az infrahang szintje a zöld vonal alatt van. A szél sebessége mindkét esetben pontosan 6 m/s volt. Sok mindennapi zaj lényegesen több infrahangot tartalmaz.

A fenti grafikon példaként a személygépkocsi belsejében lévő zajt mutatja. 130 km/h sebességnél az infrahang még hallhatóvá válik. Nyitott oldalablakok esetén a zaj kellemetlennek érezhető. Erőssége 70 decibel, azaz. 10 000 000-szer erősebb, mint egy szélturbina közelében erős szélben.

Az alacsony frekvenciájú zaj értékelése.

Az alacsony frekvenciájú, 100 Hz alatti rezgések tartományában a hallási észlelés zökkenőmentes átmenete zajlik a hangerősség és a hangmagasság hallásáról az érzékelésre. Itt megváltozik az észlelés minősége és módja. A hangmagasság érzékelése az infrahanggal csökken és teljesen eltűnik. Általában a következőképpen működik: minél alacsonyabb a frekvencia, annál erősebbnek kell lennie a hangintenzitásnak, hogy egyáltalán hallani lehessen a zajt. A nagyobb intenzitású, alacsony frekvenciájú ütközéseket, mint például az autó belsejében fellépő zajt, gyakran a fülre nehezedő nyomásként és rezgésként érzékelik. Az ilyen frekvenciájú rezgések hosszan tartó kitettsége zajt, nyomásérzetet vagy fejrázást okozhat. A hallás mellett más érzékszervek is érzékelik az alacsony frekvenciákat. Az érzékeny bőrsejtek így érzékelik a nyomást és a rezgést. Az infrahang hatással lehet a test üregeire is, például a tüdőre, az orrlyukakra és a középfülre. A nagyon nagy intenzitású infrahangok maszkos hatást fejtenek ki a középső és alsó hangtartományban. Ez azt jelenti: Nagyon erős infrahang esetén a fül nem képes egyidejűleg halk hangot érzékelni ebben a magasabb frekvenciatartományban.

Egészségügyi hatás

Az infrahangnak való kitettség laboratóriumi vizsgálatai azt mutatják, hogy az érzékelési küszöb feletti nagy intenzitás fáradtságot, koncentráció-csökkenést és kimerültséget okozhat. A szervezet legismertebb reakciója a több órás expozíció utáni fokozódó fáradtság. Az egyensúlyérzék is megzavarható. Egyes kutatók bizonytalanságot és félelmet éreztek, míg mások a légzési gyakoriság csökkenését tapasztalták.

Továbbá, akárcsak a hangsugárzásnál, nagyon nagy intenzitású, átmeneti hallásvesztés esetén ezt a hatást a diszkólátogatók ismerik. Hosszú távú infrahang expozíció esetén hosszú távú halláskárosodás alakulhat ki. A szélturbina közvetlen környezetében a zajszint nagyon távol áll az ilyen hatásoktól. A hallásküszöb egyértelműen túllépése miatt infrahang okozta irritáció nem várható. Nincs tudományos dokumentáció az ilyen hatásokról, amelyekről beszéltünk.

Következtetések:

A szélturbinák által keltett ultrahang egyértelműen az emberi érzékenységi határ alatt van. A tudomány mai állása szerint a szélturbinák ultrahangjának káros hatásai nem várhatók.

Az olyan járművekhez képest, mint az autó vagy a repülőgép, a szélturbinák infrahangja elhanyagolható. A teljes hangfrekvenciás tartományt megfigyelve azt látjuk, hogy a szélerőmű zaja néhány száz méterrel odébb is szinte teljesen hallhatatlan a szél hátterében a növényzetben.

Figyelni kell a szélturbinák és a lakóépületek kompatibilitására. Baden-Württemberg szélenergetikai szabályozása 700 m-es biztonsági távolságot ír elő a szélturbinák és a lakóépületek között a helyi tervezéshez és a térrendezéshez. Kivételként az egyedi esetek alapos tanulmányozásával a távolság növelhető vagy csökkenthető.

A hangszereknek köszönhetően kivonhatjuk a zenét - az ember egyik legkülönlegesebb alkotását. A trombitától a zongorán át a basszusgitárig számtalan összetett szimfónia, rockballada és népszerű dal létrehozására használták őket.
Ez a lista azonban felsorol néhányat a bolygón létező legfurcsább és legbizarrabb hangszerek közül. És mellesleg néhány közülük a „létezik egyáltalán?” kategóriából.
Szóval tessék – 25 igazán furcsa hangszer – hangzásban, dizájnban, vagy leggyakrabban mindkettőben.

25. Vegetable Orchestra (Vegetable Orchestra)

A bécsi Zöldségzenekar, amelyet közel 20 éve alapított egy hangszeres zenét kedvelő baráti társaság, a bolygó egyik legfurcsább hangszercsoportjává vált.
A zenészek minden fellépés előtt elkészítik hangszereiket - teljes egészében zöldségekből, például sárgarépa, padlizsán, póréhagyma -, hogy egy egészen rendkívüli előadást adjanak elő, amit a közönség csak láthat és hallhat.

24. Music Box (Music Box)

Az építőipari berendezések leggyakrabban zajosak és bosszantóak az üvöltésükkel, erős kontrasztban egy kis zenedobozsal. De létrejött egy hatalmas zenedoboz, amely mindkettőt ötvözi.
Ezt a majdnem egyszínű vibrációs tömörítőt úgy alakították át, hogy úgy forogjon, mint egy klasszikus zenedoboz. Egy híres dallamot tud játszani - "The Banner Spangled with Stars" (USA himnusz).

23. Macskazongora

Remélhetőleg a macskazongorából soha nem lesz igazi találmány. A furcsa és bizarr hangszerekről szóló könyvben megjelent Katzenklavier (más néven macskazongora vagy macskaorgona) egy olyan hangszer, amelyben a macskák hangszínüknek megfelelően oktávban ülnek.
Farkukat szögekkel nyújtják a billentyűzet felé. A gomb megnyomásakor a köröm fájdalmasan megnyomja az egyik macska farkát, amely biztosítja a kívánt hang hangját.

22. 12 nyakú gitár

Nagyon klassz volt, amikor a Led Zeppelin Jimmy Page duplanyakú gitáron játszott a színpadon. Kíváncsi vagyok, milyen lenne, ha ezen a 12 nyakú gitáron játszana?

21. Zeuszafon

Képzelje el, hogy zenét hoz létre elektromos ívekből. Zeusophon éppen ezt teszi. Ez a „Singing Tesla Coil” néven ismert szokatlan hangszer a látható elektromos villanások megváltoztatásával ad hangot, így egy futurisztikus hangzású, elektronikus minőségű hangszert hoz létre.

20. Yaybahar

A Yaibahar az egyik legfurcsább hangszer a Közel-Keletről. Ennek az akusztikus hangszernek húrjai vannak, amelyek tekercsrugókhoz vannak csatlakoztatva, amelyeket a dobok kereteinek közepébe helyeznek. Amikor megszólalnak a vonósok, a rezgések visszhangoznak a helyiségben, mint egy barlangban vagy egy fémgömbben, és hipnotikus hangot keltenek.

19. Tengeri orgona

Két nagy tengeri orgona van a világon – az egyik Zadarban (Horvátország), a másik San Franciscóban (USA). Mindkettő hasonló módon működik - egy sor csövekből, amelyek elnyelik és felerősítik a hullámok hangját, így a tenger és szeszélyei a fő fellépő. A tengeri orgona hangjait összehasonlítják a víz hangjával a fülekben és a didgeridoo-val.

18. Pupa (Chrysalis)

A chrysalis az egyik legszebb hangszer ezen a furcsa hangszerek listáján. A masszív, kerek, kőből készült azték naptár mintájára épített hangszer kereke kifeszített húrokkal körben forog, így a tökéletesen hangolt citerához hasonló hangzást kelt.

17. Jankó billentyűzet

Yanko billentyűzete hosszúnak tűnik, rossz Sakktábla. A Paul von Jankó által tervezett alternatív zongorabillentyű-kiosztás lehetővé teszi a zongoristáknak, hogy olyan zeneműveket játsszanak, amelyeket nem lehet szabványos billentyűzeten játszani.
Bár a billentyűzet meglehetősen nehezen játszhatónak tűnik, ugyanannyi hangot ad ki, mint egy hagyományos billentyűzet, és könnyebben megtanulható játszani, mivel a billentyű megváltoztatásához a játékosnak egyszerűen felfelé vagy lefelé kell mozgatnia a kezét, anélkül, hogy az ujjait meg kellene változtatnia.

16. Szimfonikus Ház

A legtöbb hangszer hordozható, és a Symphony House nyilvánvalóan nem tartozik ezek közé! Ebben az esetben a hangszer egy egész ház Michiganben, amelynek területe 575 négyzetméter.
A szemközti ablakoktól, amelyek beengedik a közeli tengerparti hullámok hangját vagy az erdő zaját, a hárfafajta hosszú húrjain átfújó szélig az egész ház rezonál a hangoktól.
A ház legnagyobb hangszere két 12 méteres vízszintes anegri fából készült gerenda, amelyen húrok vannak kifeszítve. Amikor megszólalnak a vonósok, az egész szoba vibrál, ami azt az érzést kelti az emberben, mintha egy óriási gitárban vagy csellóban lenne.

15. Theremin

A theremin az egyik legkorábbi elektronikus műszer volt, amelyet 1928-ban szabadalmaztattak. Két fémantenna határozza meg az előadó kezének helyzetét a frekvencia és a hangerő változtatásával, amelyeket elektromos jelekből hangokká alakítanak át.

14. Uncello

Inkább a Nicolaus Kopernikusz által a 16. században javasolt univerzum modelljéhez hasonlít az uncello fa, csapok, húrok és egy csodálatos egyedi rezonátor kombinációja. A hangot felerősítő hagyományos csellótest helyett az uncello kerek akváriumot használ, hogy hangokat adjon, miközben íjjal játszik a húrokon.

13. Hidrolofon (Hydraulophone)

A hidrolofon Steve Mann által megalkotott újkori hangszer, amely a víz fontosságát hangsúlyozza, és a látássérülteket érzékszervi felfedező eszközként szolgálja.
Lényegében egy masszív vízi orgonáról van szó, amelyet az ujjakkal kis lyukak betömésével játszanak, ahonnan lassan kifolyik a víz, hidraulikusan létrehozva a hagyományos orgonahangzást.

12. Bikelofon

A Baiclophone-t 1995-ben építették egy új hangok felfedezésére irányuló projekt részeként. A kerékpárvázat alapként használva ez a hangszer réteges hangokat hoz létre hurokrögzítő rendszer segítségével.
Kialakításában basszushúrok, fa, fém telefoncsengő és sok más található. Az általa produkált hangzás nem igazán hasonlítható semmihez, mert a harmonikus dallamoktól a sci-fi sugárzott bevezetőkig sokféle hangot produkál.

11. Földhárfa

A Symphony House-hoz némileg hasonló az Earth Harp a világ leghosszabb vonós hangszere. Egy 300 méter hosszú kifeszített húrú hárfa a csellóhoz hasonló hangokat ad. A hegedűgyanta bevonatú pamutkesztyűt viselő zenész kézzel pengeti a húrokat, hallható kompressziós hullámot keltve.

10. Nagy cseppcsőorgona

A természet tele van fülünknek kellemes hangokkal. Az emberi találékonyságot és a dizájnt természetes akusztikával ötvözve Leland W. Sprinkle egyedi gyártású litofont szerelt fel a Virginia állambeli Luray Cavernsben, az Egyesült Államokban.
Az orgona több tízezer éves cseppkövek segítségével állít elő különféle hangszíneket, amelyeket rezonátorokká alakítottak.

9 Kígyó

Ez a rézfúvós és fafúvós ujjlyukakkal ellátott basszusfúvós hangszer szokatlan kialakítása miatt kapta ezt a nevet. A Serpent ívelt formája lehetővé teszi, hogy egyedi hangzást keltsen, amely a tuba és a trombita keresztezésére emlékeztet.

8 Jégorgona

A télen teljes egészében jégből épült Swedish Ice Hotel a világ egyik leghíresebb butikhotelje. 2004-ben Tim Linhart amerikai jégszobrász elfogadta az ajánlatot egy, a szálloda témájához illeszkedő hangszer megépítésére.
Ennek eredményeként Linart megalkotta a világ első jégorgonáját – egy teljesen jégből faragott sípú hangszert. Sajnos ennek a szokatlan hangszernek a kora rövid életű volt – tavaly télen elolvadt.

7. Eolus (Aeolus)

Úgy néz ki, mint egy hangszer, amelyet Tina Turner rossz frizurájáról mintáztak meg, az aeolus egy hatalmas boltív, tele kéményekkel, amely minden leheletnyi szelet felvesz, és hanggá alakítja, gyakran az ufókraszálláshoz kapcsolódó meglehetősen kísérteties hangnemekben.

6. Nellophone (Nellophone)

Ha a korábbi szokatlan hangszer Tina Turner hajára hasonlít, akkor ez egy medúza csápjaihoz hasonlítható. A teljes egészében íves csövekből épített nelofon lejátszásához az előadó középen áll, és speciális lapátokkal üti a csöveket, ezáltal a bennük rezonáló levegő hangját keltve.

5. Sharpsichord (Sharpsichord)

A listán szereplő egyik legbonyolultabb és legfurcsább hangszerként az éles hangszeren 11 520 lyuk található, amelyekbe csapok vannak behelyezve, és hangdobozra hasonlít.
Amikor a napelemes henger elfordul, egy kart felemelnek, hogy megpengesse a húrokat. A teljesítmény ezután egy jumperre kerül, amely egy nagy kürttel erősíti a hangot.

4. Pirofon orgona

Ez a lista sok mindent tartalmaz különféle fajtákátalakított szervek, és ez talán a legjobb az összes közül. Ellentétben a cseppkövek vagy jég használatával, a piroorgona hangokat ad ki úgy, hogy mini-robbanásokat hoz létre minden egyes gombnyomáskor.
A propán-benzin pirofonikus orgona billentyűjének megütése – akár egy autómotor esetében – kipufogógázt vált ki a csőből, és ezáltal hangot kelt.

3. Kerítés. Bármilyen kerítés.

A világon kevesen mondhatják magukénak a „kerítőzenész” címet. Valójában csak egy ember képes rá - az ausztrál Jon Rose (már úgy hangzik, mint egy rocksztár neve), aki kerítéseken zenél.
Rose hegedűíjjal zengő hangokat kelt a szorosan megfeszített – a szögesdróttól a hálóig – „akusztikus” kerítéseken. Legprovokatívabb előadásai közé tartozik a Mexikó és az Egyesült Államok, valamint Szíria és Izrael közötti határkerítésen való játék.

2. Sajtdobok

Két emberi szenvedély – a zene és a sajt – ötvözete lévén ezek a sajtdobok igazán figyelemre méltó és nagyon furcsa hangszercsoportot alkotnak.
Alkotóik egy hagyományos dobfelszerelést vettek elő, és az összes dobot masszív, kerek sajtfejekre cserélték, mindegyik mellé mikrofont tettek, hogy finomabb hangokat produkáljanak.
A legtöbbünk számára a hangzásuk inkább úgy fog hangzani, mintha egy helyi vietnami étteremben ülõ amatõr dobos botokkal hadonászna.

1. Toiletofónium (Loophonium)

Az eufónium, mint egy kis, tubaszerű basszushangszer, amely fúvós- és katonai zenekarokban játszik vezető szerepet, nem olyan furcsa hangszer.
Ez egészen addig tartott, amíg Fritz Spiegl, a Royal Liverpool Philharmonic Orchestra megalkotta a WC-fóniumot: az eufónium és a gyönyörűen festett WC-csésze teljesen működőképes kombinációját.

Az éneklő víz gondolata a középkori japánokban több száz évvel ezelőtt jutott eszébe, és a 19. század közepére érte el csúcspontját. Az ilyen telepítést „shuikinkutsu”-nak hívják, ami lazán „vízhárfa”-nak fordítja:

Ahogy a videó is sugallja, a shuikinkutsu egy nagy, üres edény, amelyet általában a földbe helyeznek egy betonalapra. Az edény tetején van egy lyuk, amelyen keresztül víz csöpög a belsejébe. A betonalapba egy vízelvezető csövet helyeznek a felesleges víz elvezetésére, magát az alapot pedig enyhén homorítják, hogy mindig legyen rajta egy sekély tócsa. A cseppek hangja visszaverődik az edény faláról, természetes visszhangot keltve (lásd az alábbi ábrát).

Shuikinkutsu metszetben: üreges edény beton alapon homorú felül, vízelvezető cső a vízelvezetéshez felesleges víz, a tövénél és a kövek (kavics) feltöltés körül.

A Shuikinkutsu hagyományosan a japán tájtervezés, a zen sziklakertek eleme. A régi időkben a patakok partjára rendezték be a buddhista templomok és házak közelében a teaszertartásra. Úgy tartották, hogy a teaszertartás előtti kézmosás és a földalatti varázslatos hangok hallatán az ember magasztos hangulatra hangolódik. A japánok továbbra is úgy gondolják, hogy a legjobb, legtisztább hangzású shuikinkutsut tömör kőből kell készíteni, bár ez a követelmény ma már nem teljesül.
A 20. század közepére a shuikinkutsu elrendezésének művészete szinte elveszett - néhány shuikinkutsu megmaradt egész Japánban, de az elmúlt években rendkívüli módon megnőtt az érdeklődés irántuk. Ma megfizethetőbb anyagokból készülnek - leggyakrabban megfelelő méretű kerámia vagy fém edényekből. A suikinkutsu hangzásának sajátossága, hogy a drop alaphangja mellett további frekvenciák (harmonikák) keletkeznek a tartály belsejében a falak rezonanciája miatt, az alaphang felett és alatt egyaránt.
Helyi viszonyaink között a shuikinkutsu többféleképpen is elkészíthető: nemcsak kerámia vagy fém edényből, hanem például vörös téglából közvetlenül a földbe rakva is. eszkimó iglu készítésének módja vagy betonból öntjük t technológiák a harangok létrehozására- ezek a hangzási lehetőségek állnak a legközelebb a kőből álló shuikinkutsuhoz.
A pénztárcabarát változatban egy nagy átmérőjű (630 mm, 720 mm) acélcsődarabbal boldogulhat, amelyet a felső végétől fedővel (vastag fémlemez) borítanak, és egy lyukkal a vízelvezetéshez. Nem javaslom a műanyag edények használatát: a műanyag elnyeli bizonyos hangfrekvenciákat, és a shuikinkutsuban el kell érni a maximális visszaverődést a falakról.
Nélkülözhetetlen feltételek:
1. az egész rendszert teljesen el kell rejteni a föld alatt;
2. Az oldalüregek alapja és kitöltése kőből kell, hogy legyen (zúzott kő, kavics, kavics) - a melléküregek talajjal való feltöltése érvényteleníti a tartály rezonancia tulajdonságait.
Logikus feltételezés, hogy a hajó magassága, vagy inkább mélysége döntő jelentőségű a telepítés során: minél jobban felgyorsul egy vízcsepp repülés közben, annál hangosabb lesz a fenékre gyakorolt ​​hatása, annál érdekesebb és érdekesebb. teltebb lesz a hang. De ne érje el a fanatizmust, és építsen rakétasilót - a tartály magassága (egy darab fémcső) az átmérőjének 1,5–2,5 cm-es magassága elegendő. Kérjük, vegye figyelembe, hogy minél szélesebb a tartály hangereje, annál alacsonyabb lesz a shuikinkutsu alaphangja.
Yoshio Watanabe fizikus a shuikinkutsu visszhangzási jellemzőit tanulmányozta a laboratóriumban, „A „Suikinkutsu akusztikai mechanizmusának analitikai vizsgálata” című tanulmánya szabadon elérhető az interneten. A legaprólékosabb olvasóknak Watanabe szerinte a hagyományos shuikinkutsu méreteit ajánlja, amelyek véleménye szerint optimálisak: kerámiaedény 2 cm vastag falú harang vagy körte alakú, szabad ejtési magassága 30 40 cm-ig, a maximális belső átmérő körülbelül 35 cm. De a tudós teljes mértékben elismer minden tetszőleges méretet és formát.
Kísérletezhet és érdekes hatásokat érhet el, ha olyan shuikinkutsut készít, mint egy csövet a csőben: egy kisebb átmérőjű (630 mm) és valamivel alacsonyabb magasságú csövet helyezzen be egy nagyobb átmérőjű acélcsőbe (például 820 mm), és vágjon több lyukat a belső cső falaiba különböző magasságokban kb 10-15 cm átmérőjű Ekkor a csövek közötti üres rés további visszhangot kelt, és ha szerencséd van, akkor visszhangot.
Könnyű lehetőség: helyezzen be egy pár vastag fémlemezt 10-15 centiméter széles és a tartály belső térfogatának fele felett függőlegesen és enyhén ferdén a betonalapba öntés közben - ennek köszönhetően a tartály területe A shuikinkutsu belső felülete megnő, további hangvisszaverődések lépnek fel, és ennek megfelelően a visszhangzási idő is megnő.
A shuikinkutsut még radikálisabban modernizálhatja: ha harangokat vagy gondosan kiválasztott fémlemezeket akaszt a tartály alsó részébe a vízesés tengelye mentén, akkor harmonikus hangzást kaphat a cseppek hatásától. De ne feledje, hogy ebben az esetben a shuikinkutsu gondolata, amely a víz természetes zenéjének hallgatását jelenti, eltorzul.
Ma Japánban a shuikinkutsut nem csak a zen parkokban és magánbirtokokban végzik, hanem még városokban, irodákban és éttermekben is. Ehhez egy miniatűr szökőkutat helyeznek el a suikinkutsu közelében, néha egy-két mikrofont helyeznek el az edényben, majd ezek jelét felerősítik és a közelben álcázott hangszórókba táplálják. Az eredmény valahogy így hangzik:

Jó követendő példa.

A Shuikinkutsu rajongói kiadtak egy CD-t, amelyen Japán különböző részein készült különféle shuikikutsu felvételei találhatók.
A shuikinkutsu ötlete a Csendes-óceán túlsó partján fejlődött ki:

Ennek az amerikai "hullámorgonának" a középpontjában nagy hosszúságú közönséges műanyag csövek állnak. Az egyik éllel pontosan a hullámok szintjén szerelve a csövek a víz mozgásától rezonálnak, és hajlításuk miatt hangszűrőként is működnek. A shuikinkutsu hagyománya szerint az egész szerkezet el van rejtve a szem elől. Az installációt az idegenvezetők már tartalmazzák.
A következő brit készülék is műanyag csövekből készül, de nem hang generálására, hanem meglévő jel megváltoztatására szolgál.
A készüléket "Organ Korti"-nak hívják, és több sor üreges műanyag csőből áll, amelyek függőlegesen vannak rögzítve két lemez közé. A csősorok természetes hangszűrőként működnek, hasonlóan a szintetizátorokban és a gitár "kütyüjében" találhatóakhoz: egyes frekvenciákat elnyel a műanyag, másokat többször visszaver és rezonál. Ennek eredményeként a környező térből érkező hang véletlenszerűen átalakul:

Érdekes lenne egy ilyen készüléket egy gitárerősítő vagy bármilyen hangszórórendszer elé tenni és meghallgatni, hogyan változik a hang. Valóban: „...körül minden zene. Vagy mikrofonok segítségével is azzá válhat ”(John Cage amerikai zeneszerző). ...Azon gondolkodom, hogy idén nyáron létrehozok egy shuikinkutsu-t hazámban. Lingammal.

2016. február 18

Az otthoni szórakoztatás világa meglehetősen változatos, és a következőket foglalhatja magában: filmnézés egy jó házimozi rendszeren; szórakoztató és addiktív játékmenet vagy zenehallgatás. Általában mindenki talál valamit ezen a területen, vagy mindent egyszerre kombinál. De nem számít, milyen céljai vannak az embernek a szabadidejének megszervezésében, és nem számít, milyen szélsőséges irányba megy, ezeket a kapcsolatokat szorosan összekapcsolja egyetlen egyszerű és érthető szó - "hang". Valóban, ezekben az esetekben a fogantyúnál fogva vezet minket a hangsáv. De ez a kérdés nem olyan egyszerű és triviális, különösen azokban az esetekben, amikor kiváló minőségű hangot kívánnak elérni egy szobában vagy bármilyen más körülmények között. Ehhez nem kell mindig drága hifi vagy hi-end alkatrészeket vásárolni (bár nagyon hasznos lesz), hanem elég egy jó fizikai elmélet ismeret, amivel a legtöbb felmerülő probléma kiküszöbölhető mindenkinél aki arra törekszik, hogy kiváló minőségű szinkronjátékot szerezzen.

Ezután a hang- és akusztikaelméletet fogjuk megvizsgálni a fizika szemszögéből. Ebben az esetben igyekszem a lehető legelérhetőbbé tenni minden olyan ember számára, aki esetleg távol áll a fizikai törvények vagy képletek ismeretétől, de mégis szenvedélyesen álmodik a tökéletes akusztika létrehozásáról szóló álmának megvalósításáról. rendszer. Nem állítom, hogy jó eredmények eléréséhez otthon (vagy például autóban) alaposan ismerni kell ezeket az elméleteket, azonban az alapok megértésével elkerülhető sok hülye és abszurd hiba, valamint a rendszer maximális hanghatásának elérése érdekében.

Általános hangelmélet és zenei terminológia

Mi a hang? Ez az az érzés, amelyet a hallószerv érzékel. "fül"(maga a jelenség a „fül” részvétele nélkül is létezik, de így könnyebb megérteni), ami akkor következik be, amikor a dobhártyát hanghullám gerjeszti. A fül ebben az esetben a különböző frekvenciájú hanghullámok "vevőjeként" működik.
Hanghullám valójában a tömítések és a közeg (leggyakrabban a benne lévő levegő) ritkításának sorozata normál körülmények között) különböző frekvenciájú. A hanghullámok természete oszcilláló, bármely test rezgése okozza és hozza létre. A klasszikus hanghullámok megjelenése és terjedése három rugalmas közegben lehetséges: gáznemű, folyékony és szilárd halmazállapotú. Ha hanghullám lép fel az ilyen típusú térben, akkor bizonyos változások elkerülhetetlenül bekövetkeznek magában a közegben is, például megváltozik a levegő sűrűsége vagy nyomása, a légtömeg részecskéi mozgása stb.

Mivel a hanghullám oszcilláló jellegű, van egy olyan jellemzője, mint a frekvencia. Frekvencia hertzben mérve (Heinrich Rudolf Hertz német fizikus tiszteletére), és a rezgések számát jelöli egy másodperces időtartam alatt. Azok. például a 20 Hz-es frekvencia egy másodperc alatt 20 rezgésből álló ciklust jelent. A magasságának szubjektív fogalma a hang frekvenciájától is függ. Minél több hangrezgés keletkezik másodpercenként, annál "magasabbnak" tűnik a hang. A hanghullámnak van egy másik fontos jellemzője is, amelynek neve is van - a hullámhossz. Hullámhossz Szokás figyelembe venni azt a távolságot, amelyet egy bizonyos frekvenciájú hang megtesz egy másodpercnek megfelelő időtartam alatt. Például az emberi hallható tartomány legalacsonyabb hangjának hullámhossza 20 Hz-en 16,5 méter, a legmagasabb hang hullámhossza 20 000 Hz-en 1,7 centiméter.

Az emberi fül úgy van kialakítva, hogy csak korlátozott tartományban, körülbelül 20 Hz - 20 000 Hz között képes érzékelni a hullámokat (egy adott személy jellemzőitől függően valaki kicsit többet, valaki kevesebbet hall) . Ez tehát nem jelenti azt, hogy ne léteznének ezen frekvenciák alatti vagy feletti hangok, egyszerűen nem érzékeli őket az emberi fül, túllépve a hallható tartományon. A hallható tartomány feletti hangot ún ultrahang, a hallható tartomány alatti hangot hívják infrahang. Egyes állatok képesek érzékelni az ultra- és infrahangokat, vannak, akik ezt a tartományt az űrben való tájékozódásra is használják (denevérek, delfinek). Ha a hang olyan közegen halad át, amely nem érintkezik közvetlenül az emberi hallószervvel, akkor előfordulhat, hogy az ilyen hang nem hallható, vagy később erősen gyengül.

A hang zenei terminológiájában olyan fontos megnevezések vannak, mint az oktáv, a hang és a hang felhangja. Oktáv olyan intervallumot jelent, amelyben a hangok közötti frekvenciák aránya 1:2. Egy oktáv általában nagyon jól hallható, míg az ezen az intervallumon belüli hangok nagyon hasonlóak lehetnek egymáshoz. Oktávnak nevezhetjük azt a hangot is, amely kétszer annyi rezgést ad ki, mint egy másik hang ugyanabban az időszakban. Például a 800 Hz-es frekvencia nem más, mint egy magasabb, 400 Hz-es oktáv, a 400 Hz-es frekvencia pedig a következő hangoktáv 200 Hz-es frekvenciával. Egy oktáv hangokból és felhangokból áll. Az egy frekvenciájú harmonikus hanghullám változó rezgéseit az emberi fül úgy érzékeli zenei hangnem. A magas frekvenciájú rezgések magas hangokként, az alacsony frekvenciájú rezgések mély hangokként értelmezhetők. Az emberi fül képes egyértelműen megkülönböztetni a hangokat egy hangkülönbséggel (4000 Hz-ig). Ennek ellenére rendkívül kis számú hangot használnak a zenében. Ezt a harmonikus összhangzat elvének megfontolásai magyarázzák, minden az oktáv elvén alapul.

Tekintsük a zenei hangok elméletét egy bizonyos módon megfeszített húr példáján. Egy ilyen húr a feszítőerőtől függően egy meghatározott frekvenciára lesz "hangolva". Amikor ezt a húrt egy meghatározott erővel érik valami, ami rezgésbe hoz, akkor egy adott hangtónus folyamatosan megfigyelhető, a kívánt hangolási frekvenciát halljuk. Ezt a hangot alaphangnak nevezik. A zenei területen a fő hanghoz az első oktáv "la" hangjának frekvenciája, amely 440 Hz, hivatalosan elfogadott. A legtöbb hangszer azonban soha nem reprodukálja önmagában a tiszta alaphangokat, óhatatlanul kísérik az ún. felhangok. Itt illik felidézni a zenei akusztika egy fontos meghatározását, a hangszín fogalmát. Hangszín- ez a zenei hangok sajátossága, amely a hangszereknek és a hangoknak egyedi, felismerhető hangzást ad, még akkor is, ha azonos hangmagasságú és hangerős hangokat hasonlít össze. Az egyes hangszerek hangszíne attól függ, hogy a hang megjelenése pillanatában a hangenergia eloszlik a felhangok között.

A felhangok az alaphang egy sajátos színét alkotják, amely alapján könnyen azonosíthatunk és felismerhetünk egy adott hangszert, valamint egyértelműen megkülönböztethetjük a hangját egy másik hangszertől. Kétféle felhang létezik: harmonikus és nem harmonikus. Harmonikus felhangok definíció szerint az alapfrekvencia többszörösei. Ellenkezőleg, ha a felhangok nem többszörösek, és észrevehetően eltérnek az értékektől, akkor ezeket hívják diszharmonikus. A zenében a nem többszörös felhangok működése gyakorlatilag kizárt, ezért a kifejezés a „felhang”, azaz a harmonikus fogalmára redukálódik. Egyes hangszereknél, például a zongoránál a főhangnak még nincs ideje kialakulni, rövid időn belül megnő a felhangok hangenergiája, majd ugyanolyan gyorsan bekövetkezik a csökkenés. Sok hangszer úgynevezett "átmeneti hang" effektust hoz létre, amikor bizonyos felhangok energiája egy adott időpontban maximális, általában a legelején, de aztán hirtelen megváltozik és más felhangokra költözik. Az egyes hangszerek frekvenciatartománya külön-külön is figyelembe vehető, és általában korlátozza azon alaphangok frekvenciáit, amelyeket az adott hangszer képes reprodukálni.

A hangelméletben létezik olyan is, mint a ZAJ. Zaj- ez minden olyan hang, amelyet egymással ellentétes források kombinációja hoz létre. Mindenki jól ismeri a fák leveleinek zaját, a szél lengette stb.

Mi határozza meg a hangerőt? Nyilvánvaló, hogy egy ilyen jelenség közvetlenül függ a hanghullám által szállított energia mennyiségétől. A hangosság mennyiségi mutatóinak meghatározásához létezik egy fogalom - a hangintenzitás. Hangintenzitásúgy definiálható, mint az időegység alatt (például másodpercenként) áthaladó energia áramlása a tér bizonyos területén (például cm2). Normál beszélgetésben az intenzitás körülbelül 9 vagy 10 W/cm2. Az emberi fül meglehetősen széles érzékenységi tartományban képes felfogni a hangokat, miközben a frekvenciák érzékenysége nem egyenletes a hangspektrumon belül. Tehát a legjobban észlelt frekvenciatartomány az 1000 Hz - 4000 Hz, amely a legszélesebb körben lefedi az emberi beszédet.

Mivel a hangok nagyon eltérő intenzitásúak, kényelmesebb logaritmikus értéknek tekinteni, és decibelben mérni (Alexander Graham Bell skót tudós nyomán). Az emberi fül hallásérzékenységének alsó küszöbe 0 dB, a felső küszöbértéke 120 dB, ezt más néven " fájdalomküszöb". Az érzékenység felső határát szintén nem egyformán érzékeli az emberi fül, hanem az adott frekvenciától függ. Az alacsony frekvenciájú hangoknak sokkal nagyobb intenzitásúaknak kell lenniük, mint a magasaknak, hogy fájdalomküszöböt okozzanak. Pl. alacsony, 31,5 Hz-es frekvenciájú fájdalomküszöb 135 dB szintű hangteljesítménynél jelentkezik, amikor 2000 Hz-es frekvencián már 112 dB-nél jelentkezik a fájdalomérzet. Létezik még a hangnyomás fogalma, ami tulajdonképpen kiterjeszti a hangerőt. a hanghullám levegőben való terjedésének szokásos magyarázata. Hangnyomás- ez egy változó túlnyomás, amely egy rugalmas közegben hanghullám áthaladása következtében lép fel.

A hang hullám jellege

A hanghullámgenerálás rendszerének jobb megértéséhez képzeljünk el egy klasszikus hangszórót, amely levegővel teli csőben található. Ha a hangszóró éles előremozdulást végez, akkor a diffúzor közvetlen közelében lévő levegő egy pillanatra összenyomódik. Ezt követően a levegő kitágul, ezáltal a sűrített levegőt a cső mentén nyomja.
Ez a hullámmozgás ezután hangos lesz, amikor eléri hallószervés "izgat" dobhártya. Amikor hanghullám lép fel egy gázban, túlnyomás és sűrűség keletkezik, és a részecskék állandó sebességgel mozognak. A hanghullámokkal kapcsolatban fontos megjegyezni, hogy az anyag nem mozog együtt a hanghullámmal, hanem csak a légtömegek átmeneti zavarása következik be.

Ha elképzelünk egy rugóra szabad térben felfüggesztett dugattyút, amely ismétlődő mozgásokat végez "előre-hátra", akkor az ilyen rezgéseket harmonikusnak vagy szinuszosnak nevezzük (ha a hullámot grafikon formájában ábrázoljuk, akkor ebben az esetben kapjuk tiszta szinuszhullám ismétlődő emelkedésekkel és csökkenésekkel). Ha elképzelünk egy hangszórót egy csőben (mint a fenti példában), amely harmonikus oszcillációkat hajt végre, akkor abban a pillanatban, amikor a hangszóró „előre” mozdul, a légsűrítés már ismert hatását kapjuk, és amikor a hangszóró „vissza” mozog , a ritkítás fordított hatása érhető el. Ebben az esetben váltakozó összenyomások és ritkítások hulláma terjed át a csövön. A cső mentén a szomszédos maximumok vagy minimumok (fázisok) közötti távolságot hívják meg hullámhossz. Ha a részecskék a hullámterjedés irányával párhuzamosan oszcillálnak, akkor a hullámot ún hosszirányú. Ha a terjedési irányra merőlegesen oszcillálnak, akkor a hullámot ún átlós. A hanghullámok gázokban és folyadékokban általában hosszirányúak, míg szilárd testekben mindkét típusú hullámok előfordulhatnak. A szilárd testekben a keresztirányú hullámok az alakváltozással szembeni ellenállás miatt keletkeznek. A fő különbség e két hullámtípus között az, hogy a transzverzális hullámnak van polarizációs tulajdonsága (rezgések egy bizonyos síkban lépnek fel), míg a longitudinális hullámnak nincs.

Hangsebesség

A hang sebessége közvetlenül függ annak a közegnek a jellemzőitől, amelyben terjed. Ezt a közeg két tulajdonsága határozza meg (függő): az anyag rugalmassága és sűrűsége. A hangsebesség szilárd anyagokban közvetlenül függ az anyag típusától és tulajdonságaitól. A gáznemű közegben a sebesség csak egyfajta közeg alakváltozástól függ: a kompressziós-ritkulástól. A hanghullámban a nyomásváltozás a környező részecskékkel való hőcsere nélkül megy végbe, és ezt adiabatikusnak nevezzük.
A hangsebesség egy gázban főként a hőmérséklettől függ - a hőmérséklet emelkedésével növekszik, csökkenésével pedig csökken. Ezenkívül a hang sebessége egy gáznemű közegben a gázmolekulák méretétől és tömegétől függ - minél kisebb a részecskék tömege és mérete, annál nagyobb a hullám "vezetőképessége", és annál nagyobb a sebesség.

Folyékony és szilárd közegben a hang terjedési elve és sebessége hasonló ahhoz, ahogy a hullám terjed a levegőben: kompressziós-kisüléssel. De ezekben a közegekben a hőmérséklettől való azonos függés mellett elég fontos a közeg sűrűsége és összetétele/szerkezete. Minél kisebb az anyag sűrűsége, annál nagyobb a hangsebesség és fordítva. A közeg összetételétől való függés bonyolultabb, és minden egyes esetben meghatározható, figyelembe véve a molekulák/atomok elhelyezkedését és kölcsönhatását.

Hangsebesség levegőben t, °C 20 hőmérsékleten: 343 m/s
Hangsebesség desztillált vízben t, °C 20-on: 1481 m/s
Hangsebesség acélban t-nél, °C 20: 5000 m/s

Állóhullámok és interferencia

Amikor egy hangszóró hanghullámokat hoz létre egy zárt térben, elkerülhetetlenül fellép a határokról való visszaverődés hatása. Ennek eredményeként a leggyakrabban interferencia hatás- amikor két vagy több hanghullám van egymásra rakva. Az interferencia jelenségének speciális esetei a következők: 1) verőhullámok vagy 2) állóhullámok. A hullámok verése- ez az eset áll fenn, ha közeli frekvenciájú és amplitúdójú hullámok jönnek létre. Az ütemek előfordulásának mintázata: amikor két hasonló frekvenciájú hullám kerül egymásra. Egy adott időpontban ilyen átfedéssel az amplitúdócsúcsok "fázisban" eshetnek egybe, és az "antifázis" recessziói is egybeeshetnek. Így jellemzik a hangütéseket. Fontos megjegyezni, hogy az állóhullámokkal ellentétben a csúcsok fázisegybeesése nem állandóan, hanem bizonyos időközönként jelentkezik. Hallás szerint az ütemek ilyen mintázata meglehetősen világosan különbözik, és a hangerő időszakos növekedéseként, illetve csökkenéseként hallható. Ennek a hatásnak a mechanizmusa rendkívül egyszerű: a csúcsok egybeesésének pillanatában a térfogat nő, a recesszió egybeesésekor a térfogat csökken.

állóhullámok két azonos amplitúdójú, fázisú és frekvenciájú hullám szuperpozíciója esetén merülnek fel, amikor az ilyen hullámok "találkozása" során az egyik előre, a másik az ellenkező irányba mozog. A tér területén (ahol állóhullám alakult ki) két frekvenciaamplitúdó szuperpozíciójának képe keletkezik, váltakozó maximumokkal (ún. antinódusok) és minimumokkal (ún. csomópontok). Amikor ez a jelenség előfordul, rendkívül fontos a hullám frekvenciája, fázisa és csillapítási együtthatója a visszaverődés helyén. Az utazó hullámoktól eltérően az állóhullámban nincs energiaátvitel, mivel a hullámot alkotó közvetlen és visszafelé irányuló hullámok energiát adnak át egyenlő mennyiségben mind előre, mind az ellenkező irányba. Az állóhullám előfordulásának vizuális megértéséhez képzeljünk el egy példát az otthoni akusztikából. Tegyük fel, hogy néhány korlátozott helyen (teremben) vannak padlón álló hangszóróink. Miután lejátszottak egy dalt sok basszussal, próbáljuk meg megváltoztatni a hallgató helyét a szobában. Így a hallgató, miután az állóhullám minimumának (kivonásának) zónájába került, azt a hatást fogja érezni, hogy a basszus nagyon kicsi lett, és ha a hallgató belép a frekvenciák maximumának (összeadásának) zónájába, akkor az ellenkezője. a basszus régió jelentős növekedésének hatása érhető el. Ebben az esetben a hatás az alapfrekvencia minden oktávjában megfigyelhető. Például, ha az alapfrekvencia 440 Hz, akkor az "összeadás" vagy "kivonás" jelensége a 880 Hz, 1760 Hz, 3520 Hz stb. frekvenciákon is megfigyelhető.

Rezonancia jelenség

A legtöbb szilárd testnek saját rezonanciafrekvenciája van. Ennek a hatásnak a megértése meglehetősen egyszerű egy hagyományos cső példáján, amely csak az egyik végén van nyitva. Képzeljünk el egy olyan szituációt, amikor a cső másik végéről egy hangszóró van csatlakoztatva, ami valamilyen állandó frekvenciát tud lejátszani, azt később is lehet változtatni. Nos, a csőnek saját rezonanciafrekvenciája van, leegyszerűsítve ez az a frekvencia, amelyen a cső "rezonál", vagy saját hangot ad ki. Ha a hangszóró frekvenciája (a beállítás eredményeként) egybeesik a cső rezonanciafrekvenciájával, akkor a hangerő többszörös növelése lesz. A hangszóró ugyanis jelentős amplitúdóval gerjeszti a csőben lévő levegőoszlop rezgéseit, amíg meg nem találjuk ugyanazt a „rezonanciafrekvenciát”, és létrejön az addíciós hatás. Az így létrejövő jelenséget a következőképpen írhatjuk le: ebben a példában a cső egy meghatározott frekvencián rezonálva "segíti" a hangszórót, erőfeszítéseik összeadódnak, és hallható hangos hatást "öntenek". A hangszerek példáján ez a jelenség könnyen nyomon követhető, mivel a legtöbb kialakításban rezonátornak nevezett elemek találhatók. Nem nehéz kitalálni, mi szolgálja egy bizonyos frekvencia vagy zenei hang felerősítését. Például: egy gitártest rezonátorral, lyuk formájában, hangerővel illeszkedve; A cső kialakítása a fuvolánál (és általában az összes cső); A dob testének hengeres alakja, amely maga egy bizonyos frekvenciájú rezonátor.

A hang frekvenciaspektruma és a frekvenciaválasz

Mivel a gyakorlatban gyakorlatilag nincsenek azonos frekvenciájú hullámok, szükségessé válik a hallható tartomány teljes hangspektrumának felhangokra vagy harmonikusokra bontása. Erre a célra léteznek grafikonok, amelyek a hangrezgések relatív energiájának frekvenciától való függését mutatják. Az ilyen gráfot hangfrekvencia-spektrumgráfnak nevezzük. A hang frekvenciaspektruma Két típusa van: diszkrét és folyamatos. A diszkrét spektrum diagram egyenként jeleníti meg a frekvenciákat, üres helyekkel elválasztva. A folytonos spektrumban az összes hangfrekvencia egyszerre van jelen.
Zene vagy akusztika esetében leggyakrabban a megszokott órarendet alkalmazzák. Csúcs-frekvencia jellemzők(rövidítve "AFC"). Ez a grafikon a hangrezgések amplitúdójának frekvenciától való függését mutatja a teljes frekvenciaspektrumban (20 Hz - 20 kHz). Egy ilyen grafikonra nézve könnyen érthető például az erős ill gyenge oldalai adott hangszóró vagy hangsugárzórendszer egésze, az energiavisszaadás legerősebb területei, a frekvenciacsökkenés és -emelkedés, a csillapítás, valamint nyomon követhető a csökkenés meredeksége.

Hanghullámok terjedése, fázis és antifázis

A hanghullámok terjedésének folyamata a forrástól minden irányban megtörténik. A legegyszerűbb példa hogy megértsük ezt a jelenséget: a vízbe dobott kavics.
Attól a helytől, ahol a kő leesett, a hullámok elkezdenek szétválni a víz felszínén minden irányban. Képzeljünk el azonban egy olyan szituációt, amikor egy hangszórót használunk egy bizonyos hangerőben, mondjuk egy zárt dobozban, ami egy erősítőhöz van kötve, és valamilyen zenei jelet játszik le. Könnyen észrevehető (különösen, ha erős alacsony frekvenciájú jelet ad, mint például egy basszusdob), hogy a hangszóró gyors mozgást végez "előre", majd ugyanazt a gyors mozgást "vissza". Meg kell érteni, hogy amikor a hangszóró előremozdul, hanghullámot bocsát ki, amit utólag hallunk. De mi történik, ha a hangszóró hátrafelé mozog? De paradox módon ugyanaz történik, a hangszóró ugyanazt a hangot ad ki, csak a példánkban teljesen a doboz hangerején belül terjed, anélkül, hogy túllépne rajta (a doboz zárva van). Általánosságban elmondható, hogy a fenti példában elég sok érdekes fizikai jelenséget lehet megfigyelni, amelyek közül a legjelentősebb a fázis fogalma.

A hanghullám, amelyet a hangszóró hangerőben a hallgató irányába sugároz - "fázisban van". A fordított hullám, amely a doboz térfogatába megy, ennek megfelelően antifázisú lesz. Már csak meg kell érteni, mit jelentenek ezek a fogalmak? Jelfázis- ez a hangnyomásszint az aktuális időpontban a tér valamely pontján. A fázis a legkönnyebben érthető a zenei anyagok hagyományos sztereó padlón álló otthoni hangszórópárral történő lejátszásának példáján. Képzeljük el, hogy két ilyen padlón álló hangszórót telepítenek egy bizonyos helyiségbe, és játszanak. Ebben az esetben mindkét hangszóró szinkron változó hangnyomásjelet reprodukál, ráadásul az egyik hangszóró hangnyomása hozzáadódik a másik hangszóró hangnyomásához. Hasonló hatás lép fel a bal és a jobb hangszóró jelvisszaadásának szinkronizálása miatt, vagyis a bal és a jobb hangszóró által kibocsátott hullámok csúcsai és völgyei egybeesnek.

Most képzeljük el, hogy a hangnyomások továbbra is ugyanúgy változnak (nem változtak), de most ellentétesek egymással. Ez akkor fordulhat elő, ha a két hangszóró egyikét fordított polaritással csatlakoztatja ("+" kábel az erősítőtől a hangsugárzórendszer "-" csatlakozójához, és "-" kábel az erősítőtől a hangszóró "+" csatlakozójához rendszer). Ebben az esetben az ellentétes irányú jel nyomáskülönbséget okoz, amit a következőképpen lehet számokkal ábrázolni: a bal hangszóró "1 Pa", a jobb oldali pedig "mínusz 1 Pa" nyomást hoz létre. ". Ennek eredményeként a hallgató pozíciójában a teljes hangerő nulla lesz. Ezt a jelenséget antifázisnak nevezik. Ha a példát részletesebben megvizsgáljuk a megértés kedvéért, akkor kiderül, hogy két „fázisban” játszó dinamika ugyanazokat a légsűrítési és ritkítási területeket hozza létre, amelyek valójában egymást segítik. Idealizált antifázis esetén az egyik hangszóró által létrehozott légtértömörítési területhez a második hangszóró által létrehozott légtérritkulás területe társul. Körülbelül úgy néz ki, mint a hullámok kölcsönös szinkron csillapításának jelensége. Igaz, a gyakorlatban a hangerő nem csökken nullára, erősen torz és tompított hangot fogunk hallani.

Ezt a jelenséget a leginkább hozzáférhető módon a következőképpen írhatjuk le: két jel azonos rezgésekkel (frekvenciájú), de időben eltolva. Ennek fényében célszerűbb ezeket az elmozdulási jelenségeket a közönséges körórák példájával ábrázolni. Képzeljük el, hogy több egyforma kerek óra lóg a falon. Ha ezeknek az óráknak a másodpercmutatói szinkronban futnak, az egyik órán 30 másodpercet, a másikon 30 másodpercet, akkor ez egy példa egy fázisban lévő jelre. Ha a másodpercmutatók eltolással futnak, de a sebesség még mindig ugyanaz, például az egyik órán 30 másodperc, a másikon 24 másodperc, akkor ez a fáziseltolódás (shift) klasszikus példája. Ugyanígy a fázist fokokban mérjük, egy virtuális körön belül. Ebben az esetben, ha a jelek egymáshoz képest 180 fokkal el vannak tolva (a periódus fele), akkor klasszikus antifázis jön létre. A gyakorlatban gyakran előfordulnak kisebb fáziseltolódások, amelyek fokokban is meghatározhatók és sikeresen kiküszöbölhetők.

A hullámok laposak és gömb alakúak. A lapos hullámfront csak egy irányba terjed, és a gyakorlatban ritkán fordul elő. A gömb alakú hullámfront egy egyszerű hullámtípus, amely egyetlen pontból sugárzik és minden irányba terjed. A hanghullámoknak van tulajdonságuk diffrakció, azaz az akadályok és tárgyak elkerülésének képessége. A burkológörbe mértéke a hanghullám hosszának az akadály vagy lyuk méreteihez viszonyított arányától függ. Diffrakció akkor is előfordul, ha akadály van a hang útjában. Ebben az esetben két forgatókönyv lehetséges: 1) Ha az akadály méretei sokkal nagyobbak, mint a hullámhossz, akkor a hang visszaverődik vagy elnyelődik (az anyag elnyelési fokától, az akadály vastagságától stb. függően). ), és az akadály mögött "akusztikus árnyék" zóna képződik. 2) Ha az akadály méretei összemérhetők a hullámhosszal, vagy annál kisebbek, akkor a hang valamennyi irányban eldiffrakodik. Ha egy hanghullám, amikor az egyik közegben mozog, egy másik médiummal érintkezik (pl. levegő környezet szilárd közeggel), akkor három forgatókönyv adódhat: 1) a hullám visszaverődik a határfelületről 2) a hullám átjuthat egy másik közegbe irányváltoztatás nélkül 3) a hullám átjuthat egy másik közegbe irányváltással határ, ezt "hullámtörésnek" nevezik.

A hanghullám túlnyomásának az oszcillálóhoz viszonyított aránya térfogati sebesség hullámellenállásnak nevezzük. beszél egyszerűen, a közeg hullámellenállása nevezhetjük a hanghullámok elnyelésének vagy „ellenállásának” képességének. A reflexiós és átviteli együtthatók közvetlenül függenek a két közeg hullámimpedanciáinak arányától. A hullámellenállás gázközegben sokkal kisebb, mint vízben vagy szilárd anyagokban. Ezért ha a levegőben lévő hanghullám szilárd tárgyra vagy mélyvíz felszínére esik, akkor a hang vagy visszaverődik a felszínről, vagy nagymértékben elnyelődik. Ez attól függ, hogy milyen vastagságú a felület (víz vagy szilárd anyag), amelyre a kívánt hanghullám esik. Szilárd vagy folyékony közeg alacsony vastagsága esetén a hanghullámok szinte teljesen "áthaladnak", és fordítva, nagy közegvastagság esetén a hullámok gyakrabban verődnek vissza. Hanghullámok visszaverődése esetén ez a folyamat egy jól ismert fizikai törvény szerint megy végbe: "A beesési szög egyenlő a visszaverődés szögével." Ebben az esetben, amikor egy kisebb sűrűségű közegből származó hullám eléri a nagyobb sűrűségű közeg határát, akkor a jelenség bekövetkezik. fénytörés. Ez egy hanghullám meghajlításából (megtöréséből) áll egy akadállyal való „találkozás” után, és szükségszerűen a sebesség változásával jár. A fénytörés a közeg hőmérsékletétől is függ, amelyben a visszaverődés megtörténik.

A hanghullámok térbeli terjedésének folyamatában elkerülhetetlenül csökken intenzitásuk, mondhatjuk a hullámok csillapítását és a hang gyengülését. A gyakorlatban meglehetősen egyszerű találkozni egy ilyen hatással: például, ha két ember egy mezőn áll valami közeli távolságban (egy méterrel vagy közelebb), és beszélgetni kezdenek egymással. Ha ezt követően növeli az emberek közötti távolságot (ha elkezdenek távolodni egymástól), akkor az azonos szintű beszélgetési hangerő egyre kevésbé lesz hallható. Egy hasonló példa egyértelműen bemutatja a hanghullámok intenzitásának csökkentésének jelenségét. Miért történik ez? Ennek oka a különböző hőátadási folyamatok, molekuláris kölcsönhatások és a hanghullámok belső súrlódása. A gyakorlatban leggyakrabban a hangenergia hőenergiává történő átalakítása történik. Az ilyen folyamatok elkerülhetetlenül fellépnek a 3 hangterjedési közeg bármelyikében, és így jellemezhetők hanghullámok elnyelése.

A hanghullámok intenzitása és abszorpció mértéke számos tényezőtől függ, például a közeg nyomásától és hőmérsékletétől. Az abszorpció a hang specifikus frekvenciájától is függ. Amikor egy hanghullám folyadékokban vagy gázokban terjed, a súrlódás hatása között lép fel különböző részecskék amit viszkozitásnak neveznek. Ennek a molekuláris szintű súrlódásnak köszönhetően a hullám hangból termikussá alakul át. Más szóval, minél nagyobb a közeg hővezető képessége, annál kisebb a hullámelnyelés mértéke. A hangelnyelés gáznemű közegben a nyomástól is függ (a légköri nyomás a tengerszinthez viszonyított magasság növekedésével változik). Ami az abszorpció mértékének a hangfrekvenciától való függését illeti, akkor a viszkozitás és a hővezetőképesség fenti függéseit figyelembe véve a hangelnyelés minél nagyobb, annál nagyobb a frekvenciája. Például normál hőmérsékleten és nyomáson levegőben az 5000 Hz frekvenciájú hullám abszorpciója 3 dB / km, az 50 000 Hz frekvenciájú hullám abszorpciója pedig már 300 dB / m.

Szilárd közegben az összes fenti függőség (hővezetőképesség és viszkozitás) megmarad, de ehhez még néhány feltétel hozzáadódik. Ezek a szilárd anyagok molekulaszerkezetéhez kapcsolódnak, amelyek eltérőek lehetnek, saját inhomogenitásokkal. Ettől a belső szilárd molekulaszerkezettől függően a hanghullámok abszorpciója ebben az esetben eltérő lehet, és az adott anyag típusától függ. Amikor a hang áthalad szilárd, a hullám egy sor átalakuláson és torzuláson megy keresztül, ami leggyakrabban a hangenergia szórásához és elnyeléséhez vezet. Molekuláris szinten a diszlokációk hatása léphet fel, amikor egy hanghullám atomi síkok elmozdulását idézi elő, amelyek aztán visszatérnek eredeti helyzetükbe. Vagy a diszlokációk mozgása ütközéshez vezet a rájuk merőleges diszlokációkkal vagy a kristályszerkezet hibáival, ami lassulásukat és ennek következtében a hanghullám némi elnyelését okozza. Azonban a hanghullám is rezonálhat ezekkel a hibákkal, ami az eredeti hullám torzulásához vezet. A hanghullám energiája az anyag molekulaszerkezetének elemeivel való kölcsönhatás pillanatában a belső súrlódási folyamatok következtében disszipálódik.

Ebben megpróbálom elemezni az emberi hallásérzékelés sajátosságait, valamint a hangterjedés néhány finomságát és sajátosságát.

Amikor a jövő technológiáira gondolunk, gyakran figyelmen kívül hagyjuk azt a területet, amelyen hihetetlen fejlődés zajlik: az akusztikát. A hang a jövő egyik alapvető építőkövének bizonyul. A tudomány hihetetlen dolgokra használja fel, és fogadni lehet, hogy a jövőben még sokat fogunk hallani és látni.

A Pennsylvaniai Egyetem tudóscsoportja a Ben and Jerry's támogatásával olyan hűtőszekrényt hozott létre, amely hanggal hűti az ételeket. Azon az elven alapul, hogy a hanghullámok összenyomják és kitágítják a körülöttük lévő levegőt, ami felmelegíti, illetve lehűti. A hanghullámok általában legfeljebb 1/10 000 fokkal változtatják meg a hőmérsékletet, de ha a gáz nyomása 10 atmoszféra alatt van, a hatások sokkal erősebbek lesznek. Az úgynevezett termoakusztikus hűtőszekrény a gázt egy hűtőkamrában sűríti és 173 decibel hanggal robbantja fel, hőt termelve. A kamrában a hanghullámok útján fémlemezek sora veszi fel a hőt, és visszavezeti a hőcserélő rendszerbe. A hőt eltávolítjuk, és a hűtőszekrény tartalmát lehűtjük.

Ezt a rendszert a modern hűtőszekrények zöldebb alternatívájaként fejlesztették ki. A hagyományos modellekkel ellentétben, amelyek kémiai hűtőközeget használnak a légkör rovására, a termoakusztikus hűtőszekrény kiválóan működik közömbös gázokkal, például héliummal. Mivel a hélium egyszerűen elhagyja a légkört, ha hirtelen belép oda, az új technológia zöldebb lesz, mint bármely más a piacon. Ahogy ez a technológia fejlődik, a tervezők azt remélik, hogy a termoakusztikus modellek végül minden tekintetben felülmúlják a hagyományos hűtőszekrényeket.

ultrahangos hegesztés

Az ultrahangos hullámokat az 1960-as évek óta használják műanyagok hegesztésére. Ez a módszer két hőre lágyuló anyag összenyomásán alapul egy speciális szerelvény tetején. Ezután ultrahanghullámokat alkalmaznak a harangon keresztül, amelyek rezgéseket okoznak a molekulákban, ami viszont súrlódáshoz vezet, ami hőt termel. Végül a két darab egyenletesen és szilárdan össze van hegesztve.

Mint sok technológiát, ezt is véletlenül fedezték fel. Robert Soloff ultrahangos tömítési technológián dolgozott, amikor véletlenül megszondázott egy szalagadagolót egy asztalon. Ennek eredményeként az adagoló két részét összeforrasztották, és Soloff rájött, hogy a hanghullámok a kemény műanyag sarkain és oldalain körbejárhatják, elérve a belső részeket. A felfedezés után Soloff és munkatársai kifejlesztettek és szabadalmaztattak egy ultrahangos hegesztési módszert.

Azóta az ultrahangos hegesztés megtalálta széles körű alkalmazás számos iparágban. A pelenkáktól az autókig ez a módszer mindenütt elterjedt a műanyagok összekapcsolására. NÁL NÉL mostanában akár ultrahangos varrathegesztéssel kísérletezve speciális ruházaton. Az olyan cégek, mint a Patagonia és a Northface, már hegesztett varratokat használnak a ruházatukban, de csak egyeneseket, és ez nagyon drága. Jelenleg a legegyszerűbb és legsokoldalúbb módszer még mindig a kézi varrás.

Hitelkártya adatok ellopása

A tudósok megtalálták a módját az adatok számítógépről számítógépre történő átvitelének, csak hang használatával. Sajnos ez a módszer a vírusok átvitelében is hatékonynak bizonyult.

Dragos Ruiu biztonsági szakembernek az az ötlete támadt, hogy valami furcsát vett észre MacBook Air-jénél: az OS X telepítése után a számítógépe spontán módon valami mást indított el. Ez egy nagyon erős vírus volt, amely képes volt törölni az adatokat és a szerint módosítani saját akarat. A probléma a teljes rendszer eltávolítása, újratelepítése és újrakonfigurálása után is megmaradt. A vírus halhatatlanságának legvalószínűbb magyarázata az volt, hogy a BIOS-ban élt, és minden művelet ellenére ott is maradt. Egy másik, kevésbé valószínű elmélet az volt, hogy a vírus nagyfrekvenciás átvitelt használt a hangszórók és a mikrofon között az adatok manipulálására.

Ez a furcsa elmélet valószínűtlennek tűnt, de legalábbis a lehetőség szempontjából bebizonyosodott, amikor a Német Intézet megtalálta a módját ennek a hatásnak a reprodukálására. A víz alatti kommunikációra kifejlesztett szoftver alapján a tudósok egy rosszindulatú program prototípusát fejlesztették ki, amely a hangszóróik segítségével adatokat továbbított olyan laptopok között, amelyek nem csatlakoztak az internethez. A tesztek során a laptopok akár 20 méter távolságra is képesek voltak kommunikálni. A hatótávolság bővíthető a fertőzött eszközök hálózatba kapcsolásával, hasonlóan a Wi-Fi átjátszókhoz.

A jó hír az, hogy ez az akusztikus átvitel rendkívül lassú, eléri a 20 bit/s sebességet. Bár ez nem elég nagy adatcsomagok átviteléhez, elegendő olyan információk átviteléhez, mint a billentyűleütések, jelszavak, hitelkártyaszámok és titkosítási kulcsok. Mivel a modern vírusok mindezt gyorsabban és jobban meg tudják tenni, nem valószínű, hogy a közeljövőben népszerűvé válik az új hangszórórendszer.

Akusztikus szikék

Az orvosok már használnak hanghullámokat olyan orvosi eljárásokhoz, mint az ultrahang és a vesekövek elpusztítása, de a Michigani Egyetem tudósai olyan akusztikus szikét készítettek, amely akár egyetlen sejtet is precízen levág. A modern ultrahangos technológiák lehetővé teszik néhány milliméteres fókuszú nyaláb létrehozását, de az új műszer már 75 x 400 mikrométeres pontossággal rendelkezik.

Az általános technológia az 1800-as évek vége óta ismert, de az új szike a szén nanocsövekbe burkolt lencse és a fényt hanghullámokká alakító polidimetilsziloxán nevű anyag felhasználásával vált lehetővé. magas nyomású. Megfelelő fókuszálás esetén a hanghullámok lökéshullámokat és mikrobuborékokat hoznak létre, amelyek mikroszkopikus szintű nyomást fejtenek ki. A technológiát úgy tesztelték, hogy egyetlen petefészekrák sejtet izoláltak, és 150 mikrométeres lyukat fúrtak egy mesterséges vesekőbe. A technológia szerzői úgy vélik, hogy végre felhasználható gyógyszerek bejuttatására vagy kis rákos daganatok vagy plakkok eltávolítására. Akár fájdalommentes műtétek elvégzésére is használható, hiszen egy ilyen ultrahangsugárral elkerülhetők az idegsejtek.

A telefon töltése a hangjával

A nanotechnológia segítségével a tudósok különféle forrásokból próbálnak energiát kinyerni. Az egyik ilyen kihívás egy olyan eszköz létrehozása, amelyet nem kell tölteni. A Nokia még egy olyan eszközt is szabadalmaztatott, amely elnyeli a mozgási energiát.

Mivel a hang csak a levegőben lévő gázok összenyomódása és tágulása, tehát mozgás, életképes energiaforrás lehet. A tudósok azzal kísérleteznek, hogy a telefont használat közben is fel lehet tölteni – például hívás közben. 2011-ben szöuli tudósok cink-oxid nanorudakat használtak két elektróda közé, hogy a hanghullámokból elektromosságot vonjanak ki. Ez a technológia 50 millivoltot képes előállítani pusztán a közlekedési zajból. Ez nem elég a legtöbb elektromos készülék feltöltéséhez, de tavaly a londoni mérnökök úgy döntöttek, hogy létrehoznak egy olyan eszközt, amely 5 voltot generál – ez pedig már elegendő a telefon újratöltéséhez.

Bár a telefonok hangokkal való töltése jó hír lehet a csevegőknek, nagy hatással lehet a fejlődő világra. Ugyanaz a technológia, amely lehetővé tette a termoakusztikus hűtőszekrényt, használható a hang elektromos árammá alakítására. A Score-Stove egy tűzhely és hűtőszekrény, amely a biomassza tüzelőanyaggal történő főzésből nyeri ki az energiát, hogy kis mennyiségű, 150 watt nagyságrendű villamos energiát állítson elő. Ez nem sok, de elég ahhoz, hogy a Földön 1,3 milliárd olyan embert lássunk el energiával, aki nem fér hozzá az elektromossághoz.

Változtassa az emberi testet mikrofonná

A Disney tudósai olyan eszközt készítettek, amely az emberi testet mikrofonná változtatja. Az „ishin-den-shin” elnevezés egy japán kifejezés után, amely kimondatlan kapcsolaton keresztüli kommunikációt jelent, lehetővé teszi, hogy valaki felvett üzenetet kézbesítsen egy másik személy fülének megérintésével.

Ez az eszköz egy számítógéphez csatlakoztatott mikrofont tartalmaz. Amikor valaki a mikrofonba beszél, a számítógép ismétlés közben eltárolja a beszédet, amit aztán alig hallható jellé alakít. Ez a jel a vezetéken keresztül halad a mikrofontól annak testéhez, aki tartja, és modulált elektrosztatikus mezőt hoz létre, amely apró rezgéseket okoz, ha a személy megérint valamit. Rezgések hallhatók, ha valaki megérinti valaki más fülét. Akár személyről emberre is átadhatók, ha egy embercsoport fizikai kapcsolatban áll.

A tudomány néha olyasmit hoz létre, amiről James Bond is csak álmodozhatott. Az MIT és az Adobe tudósai olyan algoritmust fejlesztettek ki, amely képes passzív hangokat kiolvasni az élettelen tárgyakból videóban. Algoritmusuk elemzi a hanghullámok által a felületeken keltett finom rezgéseket, és hallhatóvá teszi azokat. Az egyik kísérletben érthető beszédet sikerült leolvasni egy 4,5 méter távolságban, hangszigetelt üveg mögött heverő burgonya chips-zsákból.

Az eredményért legjobb eredményeket az algoritmus megköveteli, hogy a videó másodpercenkénti képkockái nagyobbak legyenek, mint az audiojel frekvenciája, amihez nagy sebességű kamera szükséges. De a legrosszabb esetben választhatja a szokásosat digitális kamera meghatározni például a teremben tartózkodók számát és nemét – esetleg személyiségüket is. Az új technológia nyilvánvalóan alkalmazható a kriminalisztika, a bűnüldözés és a kémháborúkban. Ezzel a technológiával egyszerűen megtudhatja, mi történik az ablakon kívül, egyszerűen egy digitális fényképezőgép elővételével.

akusztikus maszkolás

A tudósok olyan eszközt készítettek, amely képes elrejteni a tárgyakat a hang elől. Úgy néz ki, mint egy furcsa piramis lyukakkal, de alakja a hang pályáját tükrözi, mintha egy sík felületről pattanna vissza. Ha ezt az akusztikus maszkot egy tárgyra helyezi sima felületre, az immúnis lesz a hangokra, függetlenül attól, hogy milyen szögből irányítja a hangot.

Bár ez a köpeny nem akadályozza meg a lehallgatást, hasznos lehet olyan helyeken, ahol egy tárgyat el kell rejteni az akusztikus hullámok elől, például koncertteremben. Másrészt a katonaság már szemügyre vette ezt az álcázó piramist, mivel képes például tárgyakat elrejteni a szonár elől. Mivel a hang majdnem olyan jól terjed a víz alatt, mint a levegőben, az akusztikus maszkolás láthatatlanná teheti a tengeralattjárókat az észlelés számára.

traktor gerenda

A tudósok sok éven át próbálták életre kelteni a Star Trek technológiáit, köztük a traktor gerendáját, amellyel megörökíthet és magához vonzhat bizonyos dolgokat. Miközben sok kutatás arra összpontosított optikai sugár, amely hőt használ a tárgyak mozgatására, ez a technológia néhány milliméteres tárgyak méretére korlátozódik. Az ultrahangos traktornyalábok azonban bebizonyították, hogy képesek nagy – akár 1 centiméter széles – tárgyak mozgatására is. Lehet, hogy még kicsi, de az új sugárnak milliárdszor nagyobb az ereje, mint a régieknek.

Kettőre fókuszálva ultrahang sugár a célponton a tárgy a sugár forrása felé tolható, ezzel ellentétes irányba szórva a hullámokat (úgy tűnik, hogy a tárgy pattanni fog a hullámokon). Bár a tudósoknak nem sikerült létrehozniuk legjobb kilátás hullámzik a technikájukért, folytatják a munkát. A jövőben ezt a technológiát közvetlenül felhasználhatják az emberi testben lévő tárgyak és folyadékok manipulálására. Az orvostudomány számára nélkülözhetetlen lehet. Sajnos a hang nem terjed az űr vákuumában, így a technológia valószínűleg nem lesz alkalmazható űrhajók irányítására.

Tapintható hologramok

A tudomány egy másik Star Trek-alkotáson is dolgozik, a holofedélzeten. Bár a hologram technológiában nincs újdonság, jelenleg nem olyan zseniális megnyilvánulásokhoz férünk hozzá, mint amilyeneket a sci-fi filmek mutatnak. Igaz, a fantasztikus hologramokat a valódiaktól elválasztó legfontosabb jellemző a tapintási érzet. Maradtak, hogy pontos legyek. A Bristoli Egyetem mérnökei kifejlesztették az úgynevezett UltraHaptics technológiát, amely képes a tapintási érzések továbbítására.

A technológiát eredetileg arra tervezték, hogy erőt fejtsen ki a bőrén, hogy megkönnyítse bizonyos eszközök gesztusvezérlését. Egy piszkos kezű szerelő például átlapozhatja a használati útmutatót. A technológiának a fizikai oldal érzetét kellett volna adnia az érintőképernyőknek.

Mivel ez a technológia hangot használ az érintés érzetét reprodukáló rezgések létrehozására, az érzékenységi szint módosítható. A 4 Hz-es rezgések olyanok, mint a nehéz esőcseppek, míg a 125 Hz-es rezgések olyanok, mint a hab érintése. Az egyetlen hátránya egyelőre, hogy ezeket a frekvenciákat a kutyák is hallják, de a tervezők szerint ez javítható.

Most véglegesítik a virtuális formák, például gömbök és piramisok előállítására szolgáló eszközüket. Igaz, ezek nem egészen virtuális formák. Munkájuk középpontjában az érzékelők állnak, amelyek követik a kezét, és ennek megfelelően hanghullámokat képeznek. Jelenleg ezekből a tárgyakból hiányzik a részletgazdagság és némi precizitás, de a tervezők szerint egy napon a technológia kompatibilis lesz egy látható hologrammal, és az emberi agy képes lesz összerakni őket egyetlen képpé.

Forrás: listverse.com