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悬浮的水珠发布日期:2022-09-26 11:32:52    

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  自古以后,人类不绝没有放弃与重力做抗争,咱们发领会种种科技装备来帮帮咱们挣脱重力,也学会行使己方的视觉弱点来完成少少反重力场景的构修,比如,你是否见过悬停正在半空中的水珠?《惊天魔盗团2》中雨水被节造的成果念必令许多人印象深入,但正在之前的大多号作品中,咱们依然为行家揭秘其背后的“频闪效应”道理,显着这种视错觉仿照不行真正做到使水珠悬浮正在空中。

  来自加州的打算团队Simplistyk推出了一款兴味的名为“LeviZen”的桌面摆件,将水珠轻轻滴正在左侧悬浮器装备中心,水能自若地悬浮正在空中,顺次滴入更多,水珠还能自愿纵向摆列划一。LeviZen还通过安插正在悬浮器底部的两个点状LED,瞄准悬浮液滴使其发光,就好似光自己正在悬浮雷同。

  还记得咱们上一期中先容过的声悬浮本事吗?这款LeviZen便是是基于声悬浮规模前驱Asier Marzo早期作品TinyLev之上成长而出的多发射器单轴声学悬浮器。声悬浮是一种行使来自高强度声波的声辐射压力使物质正在重力用意下悬浮正在氛围中的手段。

  咱们都知晓声响是一种波,它正在氛围中传布,同水波正在水中传布近似。然而水波是横波,其振动宗旨与传布宗旨笔直;而声波是纵波,其振动宗旨就正在传布宗旨上。声波的连气儿振动使氛围分子不息瓜代的压缩和浮松,导致大气压缓慢出现流动,而处正在声场中的物体就会受到压强差出现的力的影响。

  上图中,赤色与蓝色划分代表两个一律好像但传布宗旨相反的波,玄色波是它们合成的结果。把红蓝两列波的波幅相加,就出现了一条似乎驻立正在原地不动的波,这也是“驻波”名称的由来。

  注意旁观可能浮现,玄色驻波上红点地方的声波振幅悠久为零,因而表面上压强也为零,这些地方叫作“波节”;而那些振幅最大的地方称为“波腹”,两个波节间的隔断,正好是从来声波波长的一半。用驻波来悬浮物体,便是当波腹处出现的高压强把物体推向低压强区(波节)的力场,与悬浮粒子/水珠本身的重力到达均衡时,就可能使其勾留正在空中。

  分析了这些道理,你就领悟了LeviZen的巧妙构造。左侧的悬浮器是由上下对齐的两组扬声器组成,通过输入功率来换能发射出好像的两条人耳听不到的超声波(人耳能听到的声频率正在20Hz~20kHz之间)来造成驻波;而右侧不起眼的幼木盒才是悬浮液滴的“节造中央”,用来节造扬声器所发出的超声波。每种液体都悬浮正在区其它高度,液体越粘稠,它需求悬浮的能量就越大,这就要靠动弹盒子上的全铝金属旋钮转变功率程度来做到。

  现正在的声悬浮依然逐渐成为一项成熟的本事,可这种情景最初是怎样被浮现的呢?

  1866年,德国物理学家奥古斯特·昆特(August Kundt)落成了一项声学实习,他造造了一个一端是发声器,而另一端是挡板的有机玻璃管实习仪器,发声器发出的声波正在碰到挡板后,反射造成了声驻波,以此来丈量气体和液体介质中的声波长从而计较声速。也是正在这回实习历程中,他不料地浮现了声波会使管中的尘土颗粒(如软木灰、滑石粉或石松子,现正在多运用聚苯乙烯粒子,也便是泡沫幼球)悬浮舞动起来。

  遵循咱们上文先容过的驻波道理,由于波腹和波节区其它气体滚动,这些颗粒会正在波腹的地方被吸起腾。

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