Soru bölümünde Ses boşlukta yayılmaz mı? yazar tarafından verilen floş en iyi cevap Bir boşlukta ışık ve ses
Işık neden boşlukta yol alır da ses geçemez?
TOHUM uzmanı Claude Beaudoin yanıtlıyor:
Işık elektromanyetik bir dalgadır - elektrik ve manyetik alanların birleşimidir, yayılması için gazın varlığına ihtiyaç duymaz.
Ses, bir basınç dalgasının sonucudur. Basınç, bir maddenin (örneğin hava) varlığını gerektirir. Ses diğer maddelerde de yayılır: suda, yerkabuğunda ve komşular gürültü yaptığında fark edebileceğiniz duvarlardan geçer.
Michael Williams diyor ki:
Çekirdeğindeki ışık, temel parçacıklar - fotonlar tarafından taşınan elektromanyetik enerjidir. Bu durum, dalga davranışının "parçacık-dalga ikiliği" olarak nitelendirilir. Bu, hem dalga hem de parçacık gibi davrandığı anlamına gelir. Işık bir boşlukta yayıldığında, bir foton bir parçacık gibi davranır, dolayısıyla bu ortamda serbestçe yayılır.
Öte yandan, ses titreşimdir. Duyduğumuz ses titreşimin sonucudur kulak zarı kulak. Radyo tarafından yayılan ses, hoparlör zarının titreşiminin sonucudur. Zar ileri geri hareket ederek etrafındaki havanın titreşmesine neden olur. Hava titreşimleri yayılır, kulak zarına ulaşır ve titreşmesine neden olur. Kulak zarının titreşimi beyin tarafından tanıdığınız bir sese dönüştürülür.
Dolayısıyla sesin titreşmesi için maddenin varlığı gereklidir. Mükemmel bir boşlukta titreşecek hiçbir şey yoktur, bu nedenle titreşen bir radyo zarı sesi iletemez.
TOHUM uzmanı Natalie Famiglietti'yi ekliyor:
Sesin yayılması harekettir; ışığın yayılması radyasyon veya emisyondur.
Elastik ortam olmadığı için ses boşlukta yayılamaz. İngiliz bilim adamı Robert Boyle bunu 1660 yılında deneysel olarak keşfetti. Bir kavanoza bir saat koydu ve içindeki havayı boşalttı. Dinlerken, tik takları çıkaramadı.

Yoğun maddede yeni bir fenomen tanımlanmıştır - fononların birinden "zıplaması". sağlam vücut boşluktan diğerine. Bu nedenle, bir ses dalgası ince vakum boşluklarının üstesinden gelebilir ve ısı, geleneksel termal radyasyondan milyarlarca kat daha verimli bir şekilde bir vakumdan aktarılabilir.

Bir ses dalgası, bir maddenin atomlarının denge konumu etrafında senkronize bir salınımıdır. Sesin yayılması için elbette bu titreşimleri destekleyen bir maddesel ortama ihtiyaç vardır. Ses boşlukta yayılamaz çünkü orada değildir. Bununla birlikte, oldukça yakın zamanda ortaya çıktığı gibi, ses titreşimleri, mikron altı kalınlıktaki bir vakum boşluğu yoluyla bir vücuttan diğerine sıçrayabilir. adı verilen bu etki "fononların vakum tüneli", derginin son sayılarında yayınlanan iki makalede aynı anda anlatıldı Fiziksel İnceleme Mektupları. Hemen not edelim ki, kristal kafesin titreşimleri sadece sesi değil, aynı zamanda ısıyı da taşıdığından, yeni etki aynı zamanda vakum yoluyla anormal derecede güçlü ısı transferi.

Yeni etki, arasındaki etkileşim yoluyla çalışır. ses dalgaları bir kristal ve bir elektrik alanında. Bir kristalin uç yüzüne ulaşan kristal kafesin titreşimleri, yüzeyinin yakınında alternatif elektrik alanları yaratır. Bu alanlar, vakum aralığının diğer ucunda "hissedilir" ve ikinci kristalde kafes titreşimlerini harekete geçirir (bkz. Şekil 1). Genel olarak, ayrı bir fonon - kristal kafesin titreşimlerinin bir "kuantumu" - bir kristalden diğerine atlıyor ve içinde daha da ilerliyor gibi görünüyor, ancak elbette, kristaller arasındaki boşlukta fonon yok. .

Keşfin yazarları, etkiyi tanımlamak için "tünelleme" kelimesini kullandılar, çünkü kuantum parçacıklarının enerjik olarak yasaklanmış bölgelerin üzerinden atladıkları zaman tünellenmesine çok benziyor. Bununla birlikte, yeni fenomenin klasik fizik dilinde tam olarak tanımlandığını ve herhangi bir bilim insanının katılımını gerektirmediğini vurgulamakta fayda var. Kuantum mekaniği. Biraz fenomenle ilgili elektromanyetik indüksiyon Transformatörlerde, indüksiyonlu elektrikli ocaklarda ve temassız cihaz şarj cihazlarında güç ve ana ile birlikte kullanılan . Ve burada ve orada bir vücutta bazı süreçler üretir Elektromanyetik alanlarışımasız olarak (yani, radyasyona güç kaybı olmadan) boşluktan ikinci gövdeye iletilir ve içinde bir yanıta neden olur. Tek fark, olağan endüktansla "çalışıyor" olmasıdır. elektrik(yani elektronların hareketi), fononların vakum tünellemesi durumunda atomların kendileri hareket eder.

Kristalin titreşimi ile bu kadar etkili bir bağlantıya yol açan özel mekanizma elektrik alanları farklı olabilir. Finli araştırmacıların teorik bir makalesinde, bu amaç için piezoelektriklerin kullanılması önerilmiştir - deformasyon sırasında elektriklenen ve bir elektrik alanında deforme olan maddeler. Tek başına bu hala yeterli değildir: vakum boşluğundan etkin bir fonon sıçraması için, başka bir kristalde "gelen" fononlar, alternatif elektrik alanları ve "kaçak" fononlar arasında bir rezonans düzenlemek gerekir. Hesaplamalar, maddelerin gerçekçi parametreleri için böyle bir rezonansın var olduğunu, böylece belirli geliş açılarında fononların %100'e varan bir olasılıkla tünel yapabileceğini göstermektedir.

Muhtemelen, başlığı okuyan herkes hemen haykıracak: “Aha! Ses boşlukta yayılmaz, bu imkansız." tartışmayacağım. Öte yandan, uzaktan bir kameranın patlayan uzay gemilerinden, geçen lazer veya plazma ışınlarından gelen şok dalgalarını özgürce kaydettiği birçok komik bilim kurgu filmi izledik, hatta bazen ölülerin derilerinde alevlerin çatırdamasını duymayı başardık. gemiler, alevler konusu ise hiç olmaması daha iyidir.

Ve şimdi en ilginç olanı. Bu hikaye Nisan 1972'de Apollo 16 görevi sırasında Ay ve Dünya arasındaki yolda bir yerde oldu. Ay modülü, fırlatma aracının son aşamasındaydı ve geriye kalan tek şey onu komuta modülüyle kenetlemekti. Yerleştirme için özel bir cihaz kullanıldı - prob ve drogue yerleştirme mekanizması. Bu mekanizmanın bir kısmı, bir tripod üzerinde bir pnömatik pim şeklinde, komut modülünde, diğeri ise bir huni şeklinde, ay üzerindeydi. Yerleştirme sırasında, pimin boynun duvarları boyunca kayması ve daha sonra birçok kilitleme mekanizmasının çalıştığı deliğe düşmesi gerekiyordu. Ustaca olan her şey basit!

Böylece, komuta modülü pilotu Thomas Matingly, ay modülünün yaklaşımını izliyordu ve aniden Reaksiyon Kontrol Sisteminden (RCS) yüksek bir ses gelmeye başladı. “Üçüncü etaptan ayrıldığımızda herhangi bir ses duymadım, çeşitli mekansal manevralar yaptığımızda hiçbir şey duymadım, yakına kadar her şey sessizdi. Yemin ederim, imkansız olduğunu biliyorum ama yemin ederim, jetin yanaşmadan önce ay modülüne çarptığını duydum." Bu onu çok şaşırttı. Ses boşlukta yayılamaz, ancak ay modülünün etrafında akan jeti açıkça duyabiliyordu. Daha sonra, RCS'den gelen yanma ürünlerinin çevrede hafif seyrek bir atmosfer yarattığını öne sürdü. uzay gemisi hangi ses dalgaları aracılığıyla yayılır.

Devam etti, “Ve kesinlikle kendi gözlerinizle görebilirdiniz. Ay modülünün gövdesinin titreşmesini izledim ve gürültüye neden olacağını biliyordum. Motorları her çalıştırdığımızda bu sesi duydum. Bu doğaçlama atmosferin, duyulabilecek şok dalgasını yansıtmak için yeterli olup olmadığından emin değildim. Gerçekten nasıl olduğunu bilmiyordum." Görev Komutanı John Young pilotunu destekledi. "Bence mümkün, Thomas, motorlardan gaz kaçıyor, geri geliyor ve gemiye çarpıyor. Gerçekten çok fazla parçacık var."

Son zamanlarda, tüp ses teknolojisinin tasarımı giderek daha popüler hale geldi. Bu yazımda sizlere işe başlarken bilmeniz gerekenleri anlatmaya çalışacağım.

1 . Anatomi

Elektronik lambaların çalışma prensibi, bir elektrostatik alanda yüklü parçacıkların (elektronların) hareketine dayanır. Bir radyo tüpünün cihazını düşünün. Şekil, dolaylı akkorlu basit bir lambanın (diyot) tasarımının bir diyagramını göstermektedir.

Aslında lamba, içinde yüksek bir vakumun oluşturulduğu bir cam kaptır (10-5 - 10-7 torr). Klasik lambalarda elektrotların şekli benzerdir ve eş merkezli "silindirlerdir". Her şeyin anlamı, katot ısıtıldığında elektronların uyarılması ve onu terk etmesidir. Doğrudan ısıtılan katot, sıradan bir aydınlatma lambasında olduğu gibi basitçe bir tungsten filamandır. Bu tür katotlar, katot üzerinde özel bir rejim oluşturmaya gerek olmadığı durumlarda kullanılır. Çoğu lamba dolaylı olarak ısıtılmış bir katot kullanır. Bu durumda, filament metal bir boruya yerleştirilir. Katottan biraz uzakta bir anot vardır - elektron akışının "terminali" olan bir elektrot. Katottan anoda elektronların hızını kontrol etmek için ek elektrotlar kullanılır. Izgaralar 3 türe ayrılır. Kontrol, ekran ve koruyucu (anti-dinatron). Izgara, iki mika flanşı arasına sıkıştırılmış metal raflar (traversler) üzerine sarılmış bir tel spiraldir. Aynı flanşlar, anot ve katodun traverslerini tutar. Birkaç elektrot sistemi içeren lambalar da vardır. Bu tür lambalara kombine denir. Lambanın gücüne bağlı olarak elektrotları ve gövdesi şunlardan yapılabilir: çeşitli malzemeler, çünkü içinden geçen akım arttıkça, harcanan güç artar.

2. Ahlak

Her lamba tipinin kendi orijinal parametrelerine ve özelliklerine sahip olduğu oldukça açıktır. Öncelikle lambaların çalışma modlarını öğrenelim. Normal bir elektron akışı oluşturmak için özel elektrostatik potansiyeller. Bu potansiyeller, elektrotlarına etki eden voltajlarla belirlenir. Ana çalışma modlarını göz önünde bulundurun:
1. İzin verilen maksimum anot voltajı (Ua max). Anot ile katot arasındaki voltaj aşılırsa arıza meydana gelir. Soğuk katotta bu voltaj daha fazladır. Aynısı şebeke voltajları için de geçerlidir.

2. İzin verilen maksimum anot akımı (Ia max). Anot devresindeki akımın izin verilen maksimum değeri. Özünde, lambadan geçen akım, eksi ızgaraların potansiyelleri tarafından "gerilmiş" küçük bir kesir.

3. Isıtma gerilimi (Un). Katodun termiyonik emisyon için gerekli sıcaklığa ulaştığı ve aynı zamanda lambanın beyan edilen dayanıklılık parametrelerini koruduğu filamente (ısıtıcı) uygulanan tipik voltaj.

4. Isıtma akımı (In). Filament tarafından çekilen akım.

Bu lamba üzerine monte edilen montajın parametrelerini etkileyen lambaların tasarımından dolayı bir takım özellikler de vardır:

1. Karakteristiğin eğimi (S). Anot akımı artışının kontrol ızgarasındaki voltaj artışına oranı. Şunlar. kontrol voltajı 1V değiştiğinde anot akımının ne kadar değişeceğini belirleyebiliriz.

2. Lambanın iç direnci (Ri). Anot voltajı artışının karşılık gelen anot akımı artışına oranı. Bir şekilde bu, bir transistörün akım transfer katsayısı ile karşılaştırılabilir. kontrol (pozitif) voltajındaki bir artışla anot akımı artar. Dıştan, bu dirençte bir azalma gibi görünüyor. Doğal olarak, lambanın böyle bir özelliği yoktur. aktif direnç. Elektrotlar arası kapasitanslarla belirlenir ve doğada reaktiftir.

3. Statik kazanç (µ). Anot voltajındaki artışın, anot akımında aynı artışa neden olan kontrolün artışına oranı. Şunlar. esas olarak, kontrol voltajının artışının 1V'dan kaç kat daha verimli olduğunu gösterir. benzer artış anot voltajı.

3. İsimler

Lambaların bazı parametreleri ve tasarım özellikleri, işaretlerinden tanınabilir:

1. eleman - yuvarlak filament voltajını gösteren bir rakam

2. eleman, lambanın türünü belirten bir harftir:
A - iki kontrol ızgaralı frekans dönüştürücü lambalar.
B - diyot-pentotlar
B - ikincil emisyonlu lambalar
G - diyot triyotları
D - damper dahil diyotlar
E - elektronik ışık göstergeleri
G - kısa karakteristikli yüksek frekanslı pentotlar. Çift kontrollü pentotlar dahil
Ve - triyot-heksodlar, triyot-heptodlar, triyot-oktodlar.
K - genişletilmiş bir özelliğe sahip pentotlar.
L - odaklanmış ışınlı lambalar.
H - çift triyotlar.
P - çıkış pentotları, ışın tetrodları
P - çift tetrodlar (ışın dahil) ve çift pentotlar.
C - triyotlar
F - triyot-pentotlar
X - kenotronlar dahil çift diyotlar
C - alıcı-amplifikatör lambaları kategorisine ait kenotronlar. (özel doğrultucuların özel bir işareti vardır)
E - tetrodes

3. eleman, cihaz tipinin seri numarasını gösteren bir sayıdır (yani bu serideki lambanın geliştirilmesinin seri numarası. Örneğin, 6 volt parmak ucu çift triyot serisinden geliştirilen 1. lamba 6N1P'dir).

4. eleman - lambanın tasarımını karakterize eden bir harf:

A - çapı 8 mm'ye kadar olan bir cam kasada.
B - minyatür, 10.2 mm'ye kadar çapa sahip bir cam kasada
G - alt minyatür, çapı 10.2 mm'den fazla olan camdan metale bir kasada
D - disk contalı camdan metale kasada (esas olarak mikrodalga teknolojisinde bulunur)
K - seramik bir durumda
H - alt minyatür, seramik-metal kasada (nüvisörler)
P - bir cam kasada minyatür (parmak tipi)
P - alt minyatür, 5 mm'ye kadar çapa sahip bir cam kasada.
C - çapı 22,5 mm'den fazla olan bir cam kasada.
metal bir kasada çapı 22,5 mm'den fazla olan sekizli lambalar için 4. işaretleme elemanı yoktur.

4. Çalışma koşulları

Lambaların montajının yarı iletken cihazlardan daha zahmetli olduğu konusunda ön yargılı bir görüş vardır. Aslında, EVP'nin çalışma koşulları, yarı iletken cihazların gerektirdiğinden çok farklı değildir. Ayrıca, lambalar yarı iletkenlerden daha az termal koşullar gerektirir. Bu nedenle, 20W'a kadar güce sahip tüp amplifikatörlerin çıkış aşamaları, yarı iletken olanlardan farklı olarak zorlamalı soğutmaya ihtiyaç duymaz. Çoğu lamba, özel bir tür konektöre monte edilir - lamba soketleri. Bazı lambaların ampulün üstünde terminalleri vardır. Çoğu zaman, bunlar nispeten yüksek bir voltajın uygulandığı anot veya ekran ızgarasının uçlarıdır. Bu, onunla diğer elektrotların uçları arasında bozulmayı önlemek için yapılır. Lambalar çalışma sırasında çok ısınırsa, bunları mümkün olduğunca uzağa yaymanız önerilir. Son zamanlarda, lamba teknolojisinin yapımında özel bir eğilim olmuştur. Lambalar ve transformatörler cihazın üst paneline yerleştirilmiş olup, geri kalan parçalar kasanın bodrum katına monte edilmiştir. Bu tür cihazlar çok daha iyi soğutur ve lambaların üst kısmında kullanıcıyı yüksek voltaj şokuyla tehdit eden anot terminalleri yoksa bu yaklaşımın oldukça makul olduğunu düşünüyorum. Lambaların kesinlikle dikey olması gerekmez. Izgaraların ısınması ve sarkması tehlikesi yoksa, ufka göre herhangi bir eğim açısına izin verilir, böylece elektrotlar arası kısa devre oluşur.