Akustična levitacija: glavno je uhvatiti val. Levitacija pod utjecajem akustične zrake Akustična levitacija uradi sam

Mnogi suvremeni istraživači smatraju izmišljenom verzijom da su egipatske piramide izgrađene korištenjem ručnog rada mnogih robova i najamnih radnika. Sumnju već izaziva činjenica da su te goleme građevine izgradili Egipćani, a ne visokorazvijena civilizacija koja im je prethodila. Štoviše, naša civilizacija, sa svim svojim tehnološkim iskoracima, još si ne može priuštiti izgradnju takvih građevina.

Danas sve više dobiva na popularnosti verzija da su višetonski blokovi egipatskih piramida položeni tehnologijom akustične levitacije. Bit ove tehnologije je da između emitera ultrazvuka i reflektora nastaje stojni val. Ispostavilo se da ovaj val može natjerati neke objekte da levitiraju.

Do sada su se takvi eksperimenti provodili samo s malim i lakim objektima. No znanstvenici vjeruju da akustični učinak uvelike ne ovisi o jačini zvuka, već o njegovoj frekvenciji. Odabirom određene frekvencije zvuka možete postići stanje rezonancije s određenom tvari i izazvati promjenu njezinih svojstava, uključujući i manifestaciju levitacije, u kojoj se neutralizira težina predmeta. A onda premještanje višetonskih blogova neće biti tako teško.

Evo što o tome piše Yu Ivanov, ravnatelj Interdisciplinarnog instituta za ritmodinamiku: “Moderna znanost nije u stanju učiniti ono što su navodno učinili stari Egipćani, ali činjenica da su se veliki objekti pomicali pomoću akustične levitacije ili neke druge metode o kojoj nemamo pojma, u tome nema nikakve mistike tu postoji precizna računica i precizno znanje, odnosno oni koji su to radili znali su što konkretno rade.

Kad predmet smrša, podignete ga jednom rukom, kao astronauti u svemiru, i premjestite ga tamo gdje treba. Na primjer, imate mali uređaj koji vam to omogućuje, nakon toga ga pažljivo postavite, namjestite, isključite uređaj i taj predmet ponovno dobije svoju težinu i sjedne na svoje mjesto."

Upravo je uz pomoć metode akustične levitacije Edward Litzkalnen sagradio svoj poznati Coral Castle u američkoj državi Floridi. Za moderne znanstvenike ovaj kameni dvorac, u čiju je izgradnju bilo potrebno 100 tisuća koralja, još uvijek predstavlja inženjersku misteriju. Jer nije posve jasno, ili bolje rečeno, uopće nije jasno, kako su golemi blokovi teški više tona savršeno uklopljeni jedni uz druge i složeni u kule, vrata i druge arhitektonske kompozicije.

Poznato je da je Litzkalnen prije početka gradnje ovog dvorca dugo boravio u lokalnoj knjižnici, gdje je s posebnom pažnjom proučavao knjige o egipatskim piramidama. Neki istraživači vjeruju da je uspio razotkriti tehnologiju za izgradnju tih struktura, temeljenu na akustičnoj levitaciji.

U muzeju Coral Castle nalazi se fotografija na kojoj je njegov bivši vlasnik uhvaćen kako obavlja nekakav posao. Istodobno, postoje čudne kutije na stativima, od kojih se neke žice protežu do blokova. I vrlo je moguće da su te kutije služile kao repetitori signala određene frekvencije. Sam je tvrdio da je kamenju puštao određenu glazbu zbog koje je ono na određeno vrijeme izgubilo na težini.

Usput, ova tehnologija je još uvijek poznata u nekim tibetanskim lamaističkim samostanima i nastavlja se koristiti u građevinarstvu u visokim planinama za podizanje teškog kamenja na visinu sviranjem glazbenih instrumenata. Stoga ne čudi da bi takve tehnologije mogle biti nasljeđe drevnih visokorazvijenih pretpotopnih civilizacija, od kojih je jedna izgradila piramide.

Egipatski faraoni, naravno, više nisu posjedovali takve tehnologije, već su pokušavali doći do tehnologija legendarne “dinastije bogova” koja je vladala ovim zemljama davno prije faraona. Stoga, kada su ove divovske piramide otkrivene ispod pijeska, iskopane su po nalogu faraona. O čemu je tada napravljena odgovarajuća bilješka na zidovima piramide. Ali suvremeni povjesničari tumače imena ovih faraona upravo kao tvorce piramida, unatoč nedostatku stvarne sposobnosti starih Egipćana za izgradnju takvih građevina.

Isto se može reći i za strukture Inka i Maja, koje su zapravo nastale mnogo prije nego što su se ti narodi sami pojavili na povijesnoj sceni. I najvjerojatnije su ti kompleksi i piramide američkog kontinenta stvoreni korištenjem iste tehnologije koja je korištena u izgradnji Velikih piramida u Gizi.

Zvuk putuje u bilo kojem mediju osim u vakuumu. Zvučni valovi okružuju osobu, ali često on jednostavno ne razmišlja o njihovoj prisutnosti. Zvukovi se mogu čuti, ali nisu opipljivi. Glasni zvukovi negativno utječu na čovjeka i stvaraju buku. Nečujni zvukovi mogu stvoriti osjete, ali ih ljudska svijest ne percipira.

Zvuk visoke gustoće može postati opipljiv kao objekt. Međutim, zakoni širenja zvučnih valova ne daju ideju o zvuku kao pokretačkoj sili. Što se objektivno osjeća: sam zvuk ili vibracije okolnih predmeta?

Ideja da nešto tako nematerijalno može podizati predmete može se činiti nevjerojatnom, ali to je stvaran fenomen. Akustična levitacija koristi svojstvo zvuka da uzrokuje vibracije u čvrstim tijelima, tekućinama i teškim plinovima. Mogućnost stvaranja antigravitacijske sile pomoću zvučnih valova bila je poznata još u davna vremena.

Akustična levitacija zadržava kapljice vode.

Proučavanje fenomena akustične levitacije temelji se na poznavanju gravitacije, zraka i valnih svojstava zvuka.

Gravitacija uzrokuje međusobno privlačenje predmeta. Newtonov zakon daje najjednostavniji način za objašnjenje prirode gravitacije. Ovaj zakon kaže da svaka čestica u svemiru privlači svaku drugu česticu. Snaga privlačenja raste s masom predmeta. Udaljenost između objekata također utječe na snagu privlačenja. Na planetarnoj razini, svi objekti blizu površine zemlje padaju na zemlju. Gravitacija ima svoje parametre, koji se malo mijenjaju u Svemiru.

U zraku Protoci se također mogu stvoriti, kao u tekućinama. Poput tekućine, zrak se također sastoji od mikročestica koje se gibaju u odnosu na tlo i jedna u odnosu na drugu. Zrak također može teći poput vode, ali budući da čestice zraka nisu velike gustine, mogu se kretati brže.

Zvuk je vibracija, koji se javljaju u plinu, tekućini, čvrstom mediju. Zvučni valovi putuju iz izvora koji se kreće ili mijenja oblik vrlo brzo s niskom amplitudom. Na primjer, udarac u zvono uzrokuje da zvono vibrira u zraku. Zvono se kreće u jednom smjeru i gura molekule zraka, uzrokujući njihovo pomicanje i potiskivanje drugih molekula, stvarajući područje visokog tlaka. U području visokog tlaka stvara se komprimirani zrak. Kako se zvono pomiče natrag, ono povlači molekule zraka, stvarajući područje niskog tlaka. U područjima niskog tlaka stvara se razrijeđeni zrak. Zvono ponavlja vibrirajuće pokrete, stvarajući ponovljene nizove kompresije i razrjeđivanja. Amplituda vibracija zvona određuje valnu duljinu proizvedenog zvuka.

Zvučni valovi putuju zbog kretanja molekula zraka. Molekule smještene blizu površine zvona guraju okolne molekule u svim smjerovima. Zvuk putuje kroz okolni zrak. Ako nema molekula, zvuk ne može putovati. Zbog toga zvuk ne putuje u vakuumu. Sljedeća animacija prikazuje proces nastanka zvuka.

Zvono gura molekule zraka. Molekule guraju druge molekule.
Zvučni valovi nastaju uzastopnim sabijanjem i razrjeđivanjem zraka.

Metoda zvučne levitacije temelji se na korištenju zvučnih valova za uravnoteženje sile gravitacije. Na Zemlji to može dovesti do efekta objekata koji lebde iznad Zemljine površine. U svemiru, to je način balansiranja i stabilizacije objekata u nultoj gravitaciji.

Fizika levitacije zvuka.

Uređaj za akustičnu levitaciju sastoji se od dva glavna dijela:
konverter- vibrirajuća površina koja proizvodi zvučne valove;
reflektor- ploča od koje se odbija zvučni val.

Pretvornik i reflektor mogu imati konkavne površine za fokusiranje zvuka. Da bi zadržao kap vode, zvučni val putuje od izvora do reflektora i natrag nekoliko puta. Uređaj je konfiguriran na određeni način: omjer duljine razmaka između pretvarača i reflektora prema valnoj duljini jednak je cijelom broju. Odnosno, udaljenost između pretvarača i reflektora odgovara prirodni broj valova.

Stojeći zvučni val

Broj valova koji se uklapaju u interval
između pretvarača i reflektora jednak je prirodnom broju.

Zvučni val, kao i svi zvukovi, je longitudinalni tlačni val. Kod longitudinalnog vala kretanje svake točke je paralelno sa smjerom širenja vala.

Val se može reflektirati od površina. To implicira zakon refleksije, koji kaže da je upadni kut - kut između osi upadnog vala i normale na površinu - jednak kutu refleksije - kutu između osi odbijenog vala i osi normalno na površinu. To jest, zvučni val se odbija od površine pod istim kutom pod kojim udara o površinu. Zvučni valovi koji padaju pod kutom od 90 stupnjeva reflektirat će se natrag pod istim kutom.

Kada se zvučni val reflektira od površine, interakcija između njegovih kondenzacija i razrijeđenosti stvara smetnje. Kompresija zvučnog vala susreće kompresiju reflektiranog vala. Da bi val stajao i da se ne pomiče, valna duljina mora stati cijeli broj puta u razmak između pretvarača i reflektora. Ovo stvara zatvorena područja gustog zraka i područja rijetkog zraka. Pomoću stojećih zvučnih valova možete suspendirati kapljicu vode u zraku.

Stojeći zvučni valovi imaju čvorove - područja minimalnog tlaka - i antinode - područja maksimalnog tlaka. Kako bi kap vode mogla levitirati, mora se postaviti u čvor zvučnog vala. Kap će ležati između dva antinoda.

Područja niskog i visokog tlaka

Nastaje stojeći zvučni val
područja komprimiranog i razrijeđenog zraka

Reflektor je postavljen u odnosu na pretvarač na način da razmak između njih odgovara cijelom broju valnih duljina, a područja niskog i visokog tlaka su paralelna s gravitacijskom osi. U ovom slučaju, zvučni val stvara stalni pritisak na kapljicu vode odozdo i uravnotežuje silu gravitacije.

Kap vode nalazi se u čvoru

Akustična levitacija stvara područja
visoki tlak koji zadržava kapljice vode

U svemiru je slaba gravitacija. Plutajuće čestice skupljaju se u čvorovima zvučnih valova i ne raspršuju se. U uvjetima zemljine gravitacije čestice se nalaze iznad antinoda koji sprječavaju čestice da padnu na tlo.

Akustična levitacija može se koristiti u raznim područjima: za kontrolu čestica u zraku, podizanje gravitacije, stabilizaciju i koordinaciju, pozicioniranje dijelova, industrijskih uređaja i kontrolu tekućih tvari.

Princip rada akustične levitacije je stvaranje zvučnih valova u zatvorenom prostoru. Zbog kompresije i razrjeđivanja zraka zvučnim valovima nastaju područja niskog i visokog tlaka - čvorovi i antinodi stojećeg zvučnog vala. U čvorovima djeluje sila gravitacije: čestice zraka i lebdeće mikročestice teže središtu čvora. Antigravitacijske sile djeluju na antinode: čestice zraka i lebdeće čestice nastoje napustiti antinode.

Slični eksperimenti mogu se provesti u magnetskim i električnim poljima kako bi se nadvladala gravitacija i uravnotežili objekti u levitirajućem stanju.

Asier Marzo, znanstveni novak na Sveučilištu u Bristolu, bavi se istraživanjem u području ultrazvuka i elektromagnetizma te objavljuje zanimljive projekte za 3D printere - grede sile i uređaje za akustičnu levitaciju!

Nedavno smo govorili o zanimljivom projektu čiji je autor tim latvijskih istraživača iz tvrtke Neurotechnology koji razvijaju tehnologiju koja se temelji na pozicioniranju pomoću ultrazvučnih sondi. Asierovi projekti temelje se na istom principu - kontroliranje objekata, pa čak i njihovo držanje u visećem stanju pomoću usmjerenih zvučnih valova.

Najnoviji projekt je uređaj za akustičnu levitaciju malih predmeta - perli, kapljica tekućine, pa čak i mrava koji ne očekuju takav zaokret. Usmjereno zvučno polje generiraju ultrazvučni pretvarači instalirani na dnu i vrhu uređaja. Pretvornici vrše pritisak na objekt, a fokusiranje polja se postiže savijanjem i podešavanjem izlazne snage gornjeg i donjeg gornjeg i donjeg niza.

Za upravljanje pretvaračima trebat će vam Arduino Nano mikrokontroler i L298N driver. U izvornom dizajnu postoje 72 pretvarača - autor preporučuje MSO-P1040H07T iz Manorshija ili FBULS1007P-T iz Ningboa.

Noseća konstrukcija uređaja iznimno je jednostavna i može se 3D printati u jednom komadu pomoću 3D modela koji je dostavio autor. Glavna stvar je ne zbuniti polaritet prilikom instaliranja zvučnika. Alternativno, možete izgraditi snažniju verziju sa sondama od 16 mm, sposobnu za rad s gušćim i težim objektima, ali nešto manje učinkovitu u levitiranju tekućina. Kompletan popis komponenti i detaljne upute za montažu možete pronaći na ovoj poveznici, a proces izrade jasno je prikazan u videu: Ali možda je još zanimljiviji Asierov drugi projekt - svojevrsna greda sile. U biti, to je prepolovljena, ručna verzija istog levitatora. Načelo rada je slično, ali za izradu ovog uređaja trebat će vam upola manje pretvarača, plus isti mikrokontroler i dvostruki upravljački program.

Ukupni trošak komponenti za snop akustične sile procjenjuje se na približno 75 USD. Detaljne upute možete pronaći na ovoj poveznici, a demonstracija rada i procesa montaže prikazana je u videu: Imate li zanimljivih novosti? Podijelite s nama svoj razvoj i mi ćemo reći cijelom svijetu o njima!

Zvuk putuje u bilo kojem mediju osim u vakuumu. Zvučni valovi okružuju osobu, ali često jednostavno ne razmišlja o njihovoj prisutnosti. Zvukovi se mogu čuti, ali nisu opipljivi. Glasni zvukovi negativno utječu na čovjeka i stvaraju buku. Nečujni zvukovi mogu stvoriti osjećaje, ali ih ljudska svijest ne percipira.

Ideja da nešto tako nematerijalno može podizati predmete može se činiti nevjerojatnom, ali to je stvaran fenomen. Akustična levitacija koristi svojstvo zvuka da uzrokuje vibracije u čvrstim tijelima, tekućinama i teškim plinovima. Mogućnost stvaranja antigravitacijske sile pomoću zvučnih valova bila je poznata još u davna vremena.

Akustična levitacija zadržava kapljice vode

Proučavanje fenomena akustične levitacije temelji se na poznavanju gravitacije, zraka i valnih svojstava zvuka.

Zvono gura molekule zraka. Molekule guraju druge molekule.
Zvučni valovi nastaju uzastopnim sabijanjem i razrjeđivanjem zraka.

Fizika levitacije zvuka

Uređaj za akustičnu levitaciju sastoji se od dva glavna dijela:

pretvarač - vibrirajuća površina koja proizvodi zvučne valove;
reflektor - ploča od koje se odbija zvučni val.

Stojeći zvučni val

Broj valova koji se uklapaju u interval
između pretvarača i reflektora jednak je prirodnom broju.

Zvučni val, kao i svi zvukovi, jest uzdužni tlačni val. Kod longitudinalnog vala kretanje svake točke je paralelno sa smjerom širenja vala.

Kada se zvučni val reflektira od površine, interakcija između njegovih kondenzacija i razrijeđenosti stvara smetnje. Kompresija zvučnog vala susreće kompresiju reflektiranog vala. Da bi val stajao i da se ne pomiče, valna duljina mora stati cijeli broj puta u razmak između pretvarača i reflektora. Ovo stvara zatvorena područja gustog zraka i područja rijetkog zraka. Korištenje stojeći zvučni valovi Možete objesiti kap vode u zrak.

Područja niskog i visokog tlaka

Nastaje stojeći zvučni val
područja komprimiranog i razrijeđenog zraka

Kap vode nalazi se u čvoru

Akustična levitacija stvara područja
visoki tlak koji zadržava kapljice vode

U svemiru je slaba gravitacija. Plutajuće čestice skupljaju se u čvorovima zvučnih valova i ne raspršuju se. U uvjetima zemljine gravitacije čestice se nalaze iznad antinoda, koji sprječavaju čestice da padnu na tlo.

Slični eksperimenti mogu se provesti u magnetskim i električnim poljima kako bi se nadvladala gravitacija i uravnotežili objekti u levitirajućem stanju.

Iako se već najmanje dva stoljeća znanost smatra glavnom paradigmom razvoja ljudske civilizacije, percepcija svijeta većine ljudi još uvijek je daleko od znanstvene. Na primjer, za nas je takav fenomen kao što je akustična levitacija čudan. Za svakodnevnu svijest teško je razumjeti kako pomoću zvučnih valova možete natjerati objekte da lebde. U međuvremenu, ovaj je fenomen poznat, iako u teoriji, znanstvenicima barem nekoliko desetljeća.

Što je zvuk

Zapravo akustična, odnosno zvučna levitacija , odnosno stabilan položaj objekta zamjetne mase u akustičnom valu, ima prilično jednostavno objašnjenje. Da bismo razumjeli bit ovog fenomena, dovoljno je prisjetiti se prirode zvuka, za koji znamo još od školskih vremena da je val. Zvučni valovi se šire u različitim medijima, bilo da se radi o krutom, tekućem ili teškom plinu. Zrak oko nas nije ništa više od teškog plina, odnosno mješavine plinova.

Postoji posebna vrsta zvučnih valova - tzv. stojni val. Takav val se javlja u posebnim oscilatornim sustavima u kojima se zvuk odbija od neke prepreke. U ovom slučaju, zvučni val se ne samo reflektira, već se također superponira na izvorni zvučni val, a položaj maksimalne i minimalne amplitude mora se ponoviti. U stvarnom životu, stojeći zvučni val može se čuti i promatrati prilikom sviranja glazbenih instrumenata - takvi valovi nastaju kada zrak vibrira u cijevi orgulja ili kada vibrira žica gitare.

Levitacija, odnosno osebujno područje bestežinskog stanja u koje se može smjestiti materijalni objekt, pojavljuje se u ovom slučaju u vezi s izmjenom područja visokog i niskog tlaka. Zvučni valovi koji se šire u zraku su tokovi molekula. Naslojeni jedni na druge u stojećem akustičkom valu, ti tokovi molekula stvaraju razrijeđene zone u kojima je utjecaj gravitacije značajno smanjen. Upravo zahvaljujući tome predmet zahvaćen stojnim valom može se zapravo smrznuti, odnosno izgubiti na težini.

Vibracija i refleksija

U praksi se, međutim, zvučna levitacija za sada može izvesti samo s malim predmetima i malom količinom određene tvari. Također je očito da je u ovom trenutku akustična levitacija, rekreirana vlastitim rukama u svakodnevnim uvjetima, težak zadatak. Iako uz malo sreće, potrebnog znanja i dostupnosti potrebnih materijala i instrumenata, takav se rezultat može postići. Najčešće se pokušaji postizanja akustične levitacije provode kapljicom vode.

Svaki uređaj za izvođenje ove vrste levitacije mora se sastojati od transformirajućeg uređaja s vibrirajućom površinom koja emitira zvučne valove i reflektirajućih površina od kojih će se ti valovi “odbijati”. Eksperimenti pokazuju da je najučinkovitije transformativnoj vibrirajućoj površini i reflektorima dati konkavan oblik. Zbog toga se bolje postiže zvučno fokusiranje. Osim toga, posebnu pozornost treba obratiti na ravnost transformirajućih i reflektirajućih površina i njihov točan položaj jedna u odnosu na drugu. Budući da se zvučni val mora reflektirati od površine pod istim kutom pod kojim je udara.

Akustična gravitacija obećavajuće je područje istraživanja u praktičnom tehnološkom polju, budući da je gotovo neovisna o materijalima koji se koriste u radu, što smanjuje troškove eksperimenata. S druge strane, još nije bilo moguće postići zvučnu levitaciju s objektima značajne mase, čija se težina izračunava u kilogramima ili više. Za držanje materijalnih objekata u bestežinskom stanju u ovom slučaju potrebni su jaki zvučni valovi. Stoga, akustična levitacija još nije vrlo stabilna - ako postavite dovoljno masivan objekt u stojni val, tada će vam za podršku biti potrebni tako snažni zvučni valovi da njihov intenzitet može jednostavno uništiti objekt.

Švicarci ne samo da jedu sir, već i levitiraju

Pri spomenu Švicarske najčešće i razumljive asocijacije su poznati švicarski satovi, banke i sirevi. Međutim, fundamentalna znanost se aktivno razvija u ovoj zemlji, stoga ne čudi da se ovdje provode uspješni eksperimenti s akustičnom levitacijom. Domaći su znanstvenici posljednjih godina postigli najveći uspjeh u tom smjeru. Tako su stručnjaci iz Švicarske visoke tehničke škole (Zürich) prvi uspjeli postići kontrolirani let objekata u području akustične levitacije.

Švicarci su uspjeli riješiti jedan od najzamršenijih problema levitacije zvuka - veličina objekta postavljenog u stojni val ne smije biti veća od polovice duljine korištenog zvučnog vala. Ako su zvučni valovi prejaki, onda su opasni za stabilnost procesa koji se provodi. Znanstvenici su razvili instalaciju koja se sastoji od mnogo modula "pretvornik-reflektor" koji međusobno uravnotežuju. Emitirane zvučne valove modificirao je računalni program, čime je postignuta kontrola nad objektom koji levitira.

Istraživači su uspjeli ne samo naizmjenično okretati viseću čačkalicu u različitim smjerovima, već i postići kombinaciju čvrstih čestica u jednu grudicu i spajanje nekoliko malih kapi vode u jednu veliku kap.

Problem levitacije zvuka razvija se ne samo u Švicarskoj, već iu SAD-u. Radnici Nacionalnog laboratorija Argonne blizu Chicaga uspjeli su postići zvučnu levitaciju biološki aktivnim materijalima. To zasad nije nimalo približilo čovječanstvo jednom od sanjanih snova futurologa i pisaca znanstvene fantastike - prijenosnom uređaju za levitaciju čovjeka. Postignuće američkih znanstvenika prvenstveno se odnosi na medicinu i biologiju jer pomaže u izvođenju raznih manipulacija u sterilnijim uvjetima. Međutim, za sada je to samo obećavajući razvoj za budućnost - danas masa biološki aktivne tvari kojom se može manipulirati u uvjetima akustične gravitacije ne prelazi jedan mililitar.

Alexander Babitsky