Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

01.02.2018
10:21

Возникновение жизни в воде подвергли сомнению

30.01.2018
21:01

Австралийский самолет выполнил многочасовой перелет на капустном биотопливе

30.01.2018
20:53

Беспилотному доставщику Nuro разрешили ездить по обычным дорогам

30.01.2018
15:52

Наше сознание может быть побочным эффектом энтропии

30.01.2018
15:41

Метеор, вспыхнувший над Гранд Бенд, вероятно, оставил на земле осколки

30.01.2018
15:37

Ученые изучают межзвездную среду в галактике NGC 3665

30.01.2018
14:36

Снимок: «Хаббл» наблюдает удивительное шаровое скопление звезд

30.01.2018
14:28

Результаты новой проверки теории относительности могут появиться через год

30.01.2018
14:18

NASA опубликовало снимки бури на Юпитере

30.01.2018
14:15

ОАЭ планируют создать первый госпиталь в космосе

30.01.2018
14:09

В ИВТ СО РАН создают матмодели организма человека и его частей

30.01.2018
13:49

В России испытали самую длинную в мире сверхпроводящую кабельную линию

30.01.2018
13:45

Метаматериал позволит услышать подводные звуки в воздухе

    Физики из Японии и Южной Кореи разработали метаматериал, который пропускает около 30 процентов энергии звуковых волн, если поместить его на границе вода-воздух, в то время как обычно эта граница пропускает менее процента энергии звука. Новый метаматериал позволит применить чувствительные конденсаторные микрофоны для записи подводных звуков и значительно увеличит качество таких записей. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics.

    Граница вода-воздух очень плохо пропускает звук. Акустическое сопротивление воды в 3600 раз больше, чем у воздуха, а потому энергия звуковой волны при прохождении через их границу уменьшается почти на три порядка. Это легко проверить самостоятельно, постучав, например, двумя камнями на воздухе и под водой — если вы и услышите, как камни щелкают при ударе в воде, звук до ваших ушей дойдет скорее через руки и тело, чем через воду и воздух.

    С другой стороны, пьезоэлектрические микрофоны, которые в основном используют для записи подводных звуков, имеют сравнительно низкую чувствительность. Чувствительность — это отношение выходного напряжения микрофона к давлению записываемого им звука; чем она выше, тем более тихие звуки может записать микрофон, и тем меньше будет отношение шума к полезному сигналу. Чувствительность стандартного конденсаторного микрофона почти в тысячу раз превышает чувствительность пьезоэлектрического. В то же время, качественная запись подводных звуков очень важна для морской биологии, подводных коммуникаций и систем позиционирования. Поэтому ученые ищут способы уменьшить потери энергии на границе вода-воздух, чтобы воздушные микрофоны можно было применить для подводных исследований.

    Группа физиков под руководством Сэма Ли (Sam Lee) наконец нашла способ значительно снизить эти потери. Если поместить изготовленный учеными метаматериал на границе вода-воздух, можно добиться почти 160-кратного увеличения энергии прошедшей волны — с долей процента до трети от энергии падающей волны. Метаматериал состоит из большого числа метаатомов, выстроенных вдоль двумерной поверхности и представляющих собой пластиковые цилиндры (АБС-пластик). Внутри каждого цилиндра находится резиновая мембрана толщиной примерно 57 микрометров, в центре которой закреплен кусочек эпоксидной смолы массой около 60 миллиграмм. Еще одна мембрана разделяет воду и воздух, так что кусочек смолы находится в воздухе и может свободно колебаться.

    Оказывается, что акустический импеданс такого метаатома очень интересно зависит от частоты падающей на него звуковой волны. Акустический импеданс — это обобщение акустического сопротивления, с его помощью можно описывать не только свободные звуковые волны, но и затухающие (в сущности, эта величина аналогична комплексной диэлектрической проницаемости в оптике). Свободным волнам отвечает действительная часть импеданса, затухающим — комплексная. У пустого цилиндра, который разделяет воду и воздух, обе части акустического импеданса медленно уменьшаются с увеличением длины звуковой волны. Однако при добавлении колеблющейся массы все меняется, и комплексная часть импеданса резко падает практически до нуля для определенных длин волн, причем «резонансная» длина прямо пропорциональна расстоянию между массой и границей вода-воздух. Чтобы качественно понять, чем вызвано такое поведение, физики рассмотрели простую одномерную модель (смотри рисунок).

    Несмотря на то, что в действительности метаатом является не одномерной, а трехмерной системой, ведет он себя в целом похоже. И экспериментальные данные, и результаты численных расчетов на основе метода конечных элементов (finite element modeling, FEM) утверждают, что на определенной длине волны отношение энергии прошедшей и падающей волн резко возрастает. Если более точно, то примерно треть энергии падающей волны проходит в воздух, треть отражается обратно и еще треть рассеивается во время колебаний мембраны. При расстоянии между мембранами около 0,671 миллиметра подобное поведение наблюдалось на частоте звука примерно 707 герц (эта частота примерно отвечает ноте фа второй октавы).

    К сожалению, каждый метаатом так хорошо проводит звук только в узком диапазоне частот, близких к резонансной частоте. Тем не менее, авторы статьи считают, что если собрать метаматериал из метаатомов, настроенных на разные частоты, можно добиться увеличения проводимости в более широком диапазоне. К тому же регулировать резонансную частоту метаатома сравнительно легко — достаточно изменить расстояние между мембранами.

    В октябре прошлого года математики из Великобритании, США и Канады предложили учитывать влияние гравитации на распространение низкочастотных подводных акустических волн. Такие волны возникают, когда какое-то тяжелое тело (например, метеорит или самолет) падает в океан. Поэтому предложенная математиками модель позволяет с хорошей точностью установить место падения подобных объектов — например, ученые уточнили с ее помощью координаты пропавшего в марте 2014 года малайзийского Боинга MH370. Разработка авторов новой статьи позволит измерять спектры акустических волн еще точнее — следовательно, координаты падения объектов можно будет очертить еще лучше.

    По информации https://nplus1.ru/news/2018/01/30/water-sound

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

30.01.2018
12:46

Вращение черных дыр отследили по джетам

30.01.2018
11:56

Объяснено загадочное движение звезд в Млечном Пути

30.01.2018
11:52

В МГУ распознали сигналы из космоса

29.01.2018
21:20

В Китае запустят маглев-поезд, развивающий скорость 600 км/ч

29.01.2018
20:45

Астероид AJ129 вскоре пролетит над Землей на рекордно низкой высоте

29.01.2018
20:22

Автономные дроны уходят исследовать Южный океан

29.01.2018
20:18

Еда будущего: чем будем питаться через 30 лет

<< 421|422|423|424|425|426|427|428|429|430 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList