Стоячая волна и акустическая левитация

Стоячая волна и акустическая левитация
Фото: © Franziska Emmerling с сайта cen.chempics.org

Синяя капля на фотографии сверху находится в состоянии акустической левитации. Металлическое устройство сверху излучает ультразвуковые волны, а нижнее их отражает. В результате интерференции этих волн образуется «стоячая волна», которая в состоянии «поймать» каплю жидкости и удержать ее в полете.

Принцип акустической левитации заключается в том, что две колонки-сонотрода или один сонотрод и одно устройство для отражения звуковых волн (Reflector) расположены друг над другом на таком расстоянии, что две распространяющиеся в противоположном направлении ультразвуковых волны интерферируют и образуют стоячую волну, — объясняет на сайте «Элементы» Аркадий Курамшин. — В узлах этой стоячей волны давление звуковых волн может уравновешивать силу тяжести, заставляя объекты с небольшой массой (как, например, капля воды) парить в воздухе, не меняя расстояния от колонок или колонки и отражателя.

При помощи акустической левитации можно решать серьезные вопросы. Франциска Эммерлинг из Берлинского университета имени Гумбольдта — автор фото сверху — изучает особенности кристаллизации органических веществ в режиме реального времени. В ее лаборатории каплю насыщенного раствора модельного органического соединения (способного к формированию полиморфных кристаллических модификаций) «подвешивали» с помощью звуковых волн. Растворитель при этом медленно испарялся по всей поверхности капли. Раствор становился насыщенным, потом — перенасыщенным. Затем растворенное вещество начинало образовывать зародыши кристаллизации, впоследствии вырастающие в более крупные кристаллы.


Зачем нужны такие эксперименты и чем хорош такой метод кристаллизации — подробно рассказывает Аркадий Курамшин на сайте «Элементы».

Поделитесь
Поделитесь
Вы подтверждаете удаление поста?
Этот пост используется в шапке на главной странице.
Его удаление повлечет за собой удаление шапок соответствущих страниц.
Вы подтверждаете удаление поста?