Американские инженеры разработали метод передачи звука конкретному человеку с помощью лазерного луча, который благодаря фотоакустическому эффекту создает возле уха звуковые колебания. Эксперименты показали, что метод позволяет создавать звук с громкостью 60 децибелл на расстоянии 2,5 метра. Статья с описанием метода и экспериментов опубликована в журнале Optics Letters.
Фотоакустический эффект заключается в возникновении звука при облучении тела (зачастую газа) импульсами излучения. Его механизм заключается в том, что поглощение излучения вызывает периодическое локальное нагревание среды и локальное повышение давления, которое приводит к возникновению звуковых колебаний. Этот эффект используется в различных научных областях, к примеру, с его помощью проводят спектроскопический неразрушающий анализ состава материалов.
Чарльз Винн (Charles Wynn) и его коллеги из Массачусетского технологического института предложили использовать фотоакустический эффект для передачи звука без принимающего устройства. Они разработали два метода, в основе которых лежит поглощение лазерного луча частицами водяного пара, который в том или ином объеме почти всегда присутствует в воздухе. Ключевое условие образования звука при проявлении фотоакустического эффекта — периодические изменения в излучении, вызывающие периодические колебания. Инженеры разработали два метода, отличающихся именно способом создания неравномерного облучения пара светом.
В первом методе авторы использовали акустооптический модулятор, на выходе из которого получали прерывистое лазерное излучение. Второй метод заключается в облучении рабочей области лазерным лучом, отраженным от подвижного зеркала. Скорость поворота зеркала подобрана таким образом, чтобы скорость движения пятна по рабочей области была приблизительно равна скорости звука. Благодаря этому в рабочей области образуются когерентные звуковые волны, взаимодействие между которыми приводит к усилению звука.
Во время экспериментов авторы использовали тулиевый лазер с длиной волны излучения, равной 1,9 микрометра, и безопасной для глаз удельной мощностью, равной 100 милливатт на квадратный сантиметр. Эксперименты показали, что оба метода позволяют передавать речь и музыку с громкостью, аналогичной громкости фоновых разговоров. При этом методы отличались по характеристикам звука: классический фотоакустический метод позволяет передавать звук с большей точностью, а метод со скользящим лучом повышает громкость.
Инженеры работают и над другими методами передачи информации с помощью возбуждения колебаний в промежуточной среде. К примеру, в прошлом году американские специалисты разработали метод, позволяющий подводным лодкам использовать радиосвязь для связи с летательными аппаратами. Они предложили использовать под водой акустические передатчики, возбуждающие колебания поверхности воды, и над водой радары, сигнал которых позволяет считывать эти колебания.
Григорий Копиев
При этом модуль Юнга и предел текучести не повлияли на изменение пространственной метрики
Физики из Франции изучили механизмы, отвечающие за образование цветков из сыра тет-де-муан, когда его сервируют, соскабливая тонкий верхний слой. Главным фактором, который повлиял на изменение пространственной метрики, стал коэффициент трения, который продемонстрировал плавное изменение вдоль радиуса сырной головы. При этом энергия разрушения оказалась достаточно большой и обеспечила переход к режиму пластического сдвига. Авторы работы отметили, что их результаты могут принести пользу для контроля морфогенеза при резке металла. Исследование опубликовано в Physical Review Letters.