Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Naukowcom z australijskiego Swinburne University oraz Uniwersytetu Nauki i Technologii z Szanghaju udało się odwrócić optyczny efekt Dopplera. W przyszłości odkrycie takie może posłużyć przy produkcji "czapki-niewidki".

Efekt Dopplera to zmiana częstotliwości fali w sytuacji, gdy jej źródło i odbiorca poruszają się względem siebie. Obserwujemy go na codzień, gdy np. mija nas pociąg. Gdy zbliża się, wydawany przezeń dźwięk staje się wyższy, gdyż zwiększa się częstotliwość fali. Gdy się oddala, dźwięk staje się coraz niższy.

Podobnie sytuacja ma się ze światłem. Gdy jego źródło i obserwator przybliżają się do siebie, częstotliwość fali rośnie i przesuwa się od czerwieni ku spektrum niebieskiemu. Gdy się oddalają - częstotliwość maleje i przesuwa się od niebieskiego ku czerwieni.

W najnowszym numerze Nature Photonics Baohua Jia, Xiangping Li i Min Gu z Australii oraz ich koledzy z Szanghaju opisują odwrotny efekt, który naturalnie nie występuje. Uczonym udało się doprowadzić do sytuacji, gdy w miarę zbliżania się źródła światła i obserwatora częstotliwość fali maleje i przesuwa się ono od niebieskiego ku czerwieni, a gdy obserwator i źródło światła oddalają się - fala przesuwa się od czerwieni ku niebieskiemu.

Jako pierwsi na świecie odwróciliśmy efekt Doplera dla fali świetlnej - mówi profesor Min Gu.

Podczas eksperymentów uczeni wykorzystali stworzony przez siebie sztuczny kryształ fotoniczny, zbudowany z krzemu. Oświetlili go następnie laserem i wykazali, że zbliżając oraz oddalając detektor uzyskali odwrotność efektu Dopplera.

W naszym superpryzmacie rozproszenie światła jest dwukrotnie większe niż w standardowym pryzmacie Newtona. To oznacza, że indeks refrakcyjny naszego pryzmatu - cecha, która określa jak szybko światło przezeń wędruje - zmienia się na ujemny - stwierdza Gu. W naturze wszystkie materiały mają indeks refrakcji większy od jeden, a zatem można za ich pomocą uzyskać standardowy efekt Dopplera.

Profesor Gu dodaje, że prace jego i jego kolegów pokazują, iż od skonstruowania "czapki-niewidki" dzieli nas mniej czasu niż przypuszczano.

Badania singapursko-australijskiego zespołu być może przydadzą się tam, gdzie obecnie wykorzystuje się standardowy efekt Dopplera - w astronomii, technice radarowej czy obrazowaniu medycznym.

Share this post


Link to post
Share on other sites

" jesteś tym co jesz" - jak ktoś chce zostać starym grzybem to powinien spróbować  ;):P , świnią to już wszyscy próbowali (kilku się nawet udało), jest jeszcze opcja  "Warzywkiem" albo "Magii"  :D , chińską zupką , głupią krową ,      ale wygląda na to że najtrudniej to być Sobą albo Człowiekiem.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy poinformowali o zarejestrowaniu najwyższej fali morskiej na południowej półkuli. Podczas silnego sztormu na Oceanie Południowym w pobliżu należącej do Nowej Zelandii Wyspy Campbella boja zarejestrowała falę o wysokości 23,8 metra. Oceanograf Tom Durrant mówi, że poprzedni rekord należał do zarejestrowanej w 2012 roku fali o wysokości 22,03 metra.
      O ile nam wiadomo, to najwyższa fala zarejestrowana na półkuli południowej, mówi Durrant i dodaje, że Ocean Południowy jest tym miejscem, na którym powstają obiegające całą planetę martwe fale. Surferzy w Kalifornii będą mogli za około tydzień skorzystać z energii właśnie zanotowanej fali, stwierdza uczony.
      Zdaniem Durranta podczas wspomnianego sztormu mogły powstawać fale o wysokości przekraczającej 25 metrów, jednak boja badawcza ich nie zarejestrowała.
      Wspomniana boja została zainstalowana w marcu. Jej zadaniem jest rejestrowanie ekstremalnych zjawisk na Oceanie Południowym. Aby na jak najdłużej zachować energię w akumulatorach pracuje ona jedynie przez 20 minut co trzy godziny. Bardzo prawdopodobne, że najwyższe fale powstawały, gdy boja nie pracowała, wyjaśnia Durrant.
      Najwyższa zarejestrowana fala w historii miała wysokość 30,5 metra. Pojawiła się ona w 1958 roku w Zatoce Lituya na Alasce po tsunami wywołanym trzęsieniem ziemi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czemu tak nie lubimy drapania paznokciem po tablicy czy odgłosu łamania styropianu? Odpowiedzi należy szukać w częstotliwości dźwięków i budowie ludzkiego ucha.
      Choć zapewne nie było to proste, naukowcom udało się zebrać grupę 104 ochotników, którzy zgodzili się wysłuchać różnych nieprzyjemnych dźwięków. Części z nich (24) mierzono w tym czasie tętno, ciśnienie krwi oraz reakcję skórno-galwaniczną.
      Christoph Reuter z Instytutu Muzykologii Uniwersytetu Wiedeńskiego i Michael Oehler z Macromedia Hochschule für Medien und Kommunikation poprosili badanych, by określili dyskomfort odczuwany przy każdym dźwięku.
      Eksperyment przeprowadzano na dźwiękach z szerokiego spektrum częstotliwości. Analiza ujawniła, że wolontariusze reagowali najsilniej na dźwięki z zakresu 2000-4000 herców. Niemiecko-austriacki duet nie był tym szczególnie zaskoczony, ponieważ wcześniejsze studia pokazały, że ludzie reagują silniej na składowe odgłosu drapania paznokciem tablicy o średniej, a nie wyższej częstotliwości. Wkład Reutera i Oehlera polegał na sprecyzowaniu granic przedziału najsilniej zaznaczonej odpowiedzi.
      Naukowcy zastosowali ciekawy wybieg - podawali badanym różniące się informacje odnośnie do źródła dźwięków. Jednych przekonywano, że dźwięk stanowi część kompozycji muzycznej, a innym mówiono prawdę, że to skrobanie tablicy. Sądząc, że słyszą fragment utworu, ludzie uznawali dźwięk za mniej nieprzyjemny, ale oszukać dawał się tylko umysł, a nie ciało, bo reakcje fizjologiczne były takie same jak w podgrupie znającej faktyczny stan rzeczy.
      Niekiedy akustycy usuwali z nagrania niektóre składowe, np. piskliwe drapanie, ale nie ograniczało to w znaczący sposób nieprzyjemnych wrażeń. Nadal pozostawały bowiem dźwięki z zakresu 2000-4000 herców, czyli odpowiadające częstotliwości ludzkiego głosu. W tym podobieństwie panowie upatrują zresztą źródła problemu. Kanał słuchowy naszego ucha jest ponoć tak zbudowany, że wzmacnia dźwięki o takiej charakterystyce, wzmacnia więc też te niepożądane...
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ćmy rolnice tasiemki (Noctua pronuba) są tak wyczulone na ultradźwięki polujących nietoperzy, że neurony w ich uchu reagują na ruch błony bębenkowej odpowiadający wielkości atomu. Biolodzy z Uniwersytetu w Bristolu tłumaczą, że gdyby błonę bębenkową przeskalować, by miała grubość ściany z cegieł, owad byłby w stanie wykryć przemieszczenie ścianki na grubość włosa.
      Brytyjczycy tłumaczą, że u motyli występuje narząd tympanalny, który stanowi rodzaj rezonatora pokrytego cienką błoną bębenkową. Znajdują się na niej skolopofory, zbudowane z trzech komórek - jednej nerwowej i dwóch okrywających. Podobnie jak w naszym uchu wewnętrznym, drgania są przekształcane w impulsy elektryczne. Wibracje można opisać za pomocą częstotliwości (jak szybko błona się porusza) oraz natężenia (jak bardzo się przemieszcza). Dotąd nie wiedziano jednak, które z właściwości dźwięku są przekładane na sygnał nerwowy.
      Zespół dr Hannah ter Hofstede spróbował więc jednocześnie monitorować aktywność neuronów ćmy i drgania błony bębenkowej w czasie podawania dźwięków o różnych częstotliwościach i natężeniu. Brytyjczycy zauważyli, że do pobudzenia komórek nerwowych wystarczyło przemieszczenie błony rzędu 140 pikometrów, co odpowiada wielkości niektórych atomów.
      Gdyby neurony po prostu wykrywały dźwięki, to drobne przesunięcie byłoby takie samo dla wszystkich częstotliwości, różniłaby się tylko prędkość wibracji. [W świetle uzyskanych wyników wygląda jednak na to], że neurony słuchowe są aktywowane przez niewielkie przemieszczenia błony bębenkowej, a nie częstotliwość jej drgań - tłumaczy dr Holger Goerlitz. Pewnym wyjątkiem są niskie dźwięki o częstotliwości poniżej 15 kHz, w przypadku których do pobudzenia neuronów dochodziło przy większych przemieszczeniach błony bębenkowej. Ćmy są głuche na niskie, nieszkodliwe dźwięki z tła [muszą być naprawdę głośne, by je odnotowały], co umożliwia im dokładniejsze dostrojenie do ważniejszych odgłosów: ultradźwięków wydawanych przez polujące na nie drapieżniki - podsumowuje dr Hannah ter Hofstede.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Kaski motocyklowe chronią głowę i mózg przed urazami, ale, niestety, mogą prowadzić do utraty słuchu.
      Naukowcy z University of Bath i Bath Spa University przeprowadzili testy w tunelu aerodynamicznym. Stwierdzili, że wbrew obiegowej opinii, źródłem największego hałasu wcale nie jest silnik, ale powietrze przepływające wokół kasku. Nie trzeba przekraczać dozwolonych prędkości, by natężenie dźwięku przestało być bezpieczne.
      Podczas eksperymentu kaski wkładano na głowy manekinów. W różnych miejscach kasku, a także w uchu manekina montowano mikrofony. Okazało się, że źródłem znaczącego hałasu, który docierał aż do błony bębenkowej, była dolna część kasku, a także pasek pod brodą.
      Brytyjczycy sprawdzali również, jak na głośność wpływają kształt kasku (kąty ustawienia i wycięcia poszczególnych elementów) oraz prędkość wiatru.
      Czasowe przesunięcie progu słyszenia (ang. temporary threshold shift, TTS) zmienia się jako funkcja charakterystyki spektralnej hałasu. Naukowcy z Bath podkreślają jednak, że przed ich badaniami TTS mierzono i przewidywano w sposób nieuwzględniający zmienności częstotliwości. Z tego powodu w czasie jednego z eksperymentów poddali oni ochotników audiometrii tonalnej (ang. pure tone audiometry), w ramach której określano najsłabszy słyszany przez nich dźwięk. Badanie przeprowadzano przed i po ekspozycji na biały szum. Jako że wcześniej zespół Nigela Holta ustalił, że kask motocyklowy działa jak filtr spektralny, wytłumiając dźwięki o częstotliwości powyżej 500 Hz i wzmacniając dźwięki o częstotliwości poniżej 500 Hz, testy przeprowadzano w i bez kasku motocyklowego. Okazało się, że wzorzec czasowego przesunięcia progu słyszenia stanowi funkcję filtrujących cech hełmu. Wystąpił np. wzrost wrażliwości na wysokie dźwięki i większy niż oczekiwano spadek wrażliwości na niskie dźwięki wzmacniane przez kask. Akademicy z Bath zaprezentowali wyniki swoich studiów na 161. konferencji Amerykańskiego Stowarzyszenia Akustycznego, która odbywała się od 23 do 27 maja w Seattle.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na California Institute of Technology powstała pierwsza dioda akustyczna - urządzenie, które dopuszcza rozprzestrzenianie się fali dźwiękowej tylko w jednym kierunku i pozwala przy tym kontrolować jej częstotliwość. Pomysł diody zapożyczono z elektroniki. Umożliwia ona fali - w tym wypadku fali dźwiękowej - na przepłynięcie w jedną stronę, blokując ruch w odwrotnym kierunku.
      Badaliśmy fizyczny mechanizm, który stanowi różnicę pomiędzy stanem pozwalającym na transmisję i stanem go blokującym. Dzięki eksperymentom i symulacjom zaprezentowaliśmy, po raz pierwszy w historii, jednokierunkową transmisję fali dźwiękowej w słyszalnych częstotliwościach - informuje profesor astronautyki i fizyki stosowanej Chiara Daraio, główna autorka artykułu nt. badań.
      Jednokierunkowa transmisja dźwięku może być bardzo ważna w architekturze - stwierdził Georgios Theochartis, współpracownik Daraio. Pozwoli ona np. słyszeć dźwięk z pokoju A w pokoju B, ale już taki sam dźwięk z pokoju B nie będzie słyszalny w  pokoju A.
      System opiera się na wykorzystaniu elastycznych sferycznych kryształów, które przenoszą wibracje wywoływane dźwiękiem. Można je łatwo dostosowywać do różnych wymagań i skalować. Niewykluczone, że w przyszłości pomysł znajdzie też inne zastosowanie niż tylko ochrona przez niepożądanym hałasem.
      System Daraio jest bardzo czuły na zmiany ciśnienia czy na ruch, dzięki czemu można go wykorzystać w czujnikach dźwiękowych. Może pracować na różnych częstotliwościach i pozwala też na zmianę częstotliwości fali dźwiękowej. Możemy na przykład wygłuszyć niepożądane dźwięki z pracującej maszyny, przesyłając falę dźwiękową do przetwornika, który zmieni ją w energię elektryczną - dodaje Daraio. Uczona sądzi, że poza wygłuszaniem pomieszczeń jej system można będzie wykorzystać m.in. do budowy biomedycznych urządzeń korzystających z ultradźwięków.
×
×
  • Create New...