Savol bo'limida tovush vakuumda tarqalmaydimi? muallif tomonidan berilgan yuvish eng yaxshi javob Vakuumda yorug'lik va tovush
Nima uchun yorug'lik vakuum orqali o'tadi, lekin tovush yo'q?
SEED mutaxassisi Klod Bodoin javob beradi:
Yorug'lik elektromagnit to'lqin - elektr va magnit maydonlarning kombinatsiyasi bo'lib, u tarqalishi uchun gaz mavjudligini talab qilmaydi.
Ovoz bosim to'lqinining natijasidir. Bosim ba'zi moddalar (masalan, havo) mavjudligini talab qiladi. Ovoz boshqa moddalarda ham tarqaladi: suvda, er qobig'ida va devorlardan o'tadi, siz qo'shnilar shovqin qilganda sezishingiz mumkin.
Maykl Uilyams deydi:
Uning yadrosida yorug'lik asosiy zarralar - fotonlar tomonidan olib boriladigan elektromagnit energiyadir. Bu holat to'lqin harakatining "zarracha-to'lqin dualizmi" sifatida tavsiflanadi. Bu shuni anglatadiki, u ham to'lqin, ham zarra kabi harakat qiladi. Yorug'lik vakuumda tarqalsa, foton o'zini zarra kabi tutadi, shuning uchun u bu muhitda erkin tarqaladi.
Boshqa tomondan, tovush tebranishdir. Biz eshitadigan tovush tebranish natijasidir quloq pardasi quloq. Radiodan chiqadigan tovush dinamik membrananing tebranishining natijasidir. Membrana oldinga va orqaga harakat qiladi, bu uning atrofidagi havoning tebranishiga olib keladi. Havo tebranishlari tarqalib, quloq pardasiga etib boradi va uning tebranishiga sabab bo'ladi. Quloq pardasining tebranishi miya tomonidan siz tan oladigan tovushga aylanadi.
Shunday qilib, tovush tebranishi uchun materiyaning mavjudligi zarur. Mukammal vakuumda tebranish uchun hech narsa yo'q, shuning uchun tebranish radio membranasi tovushni o'tkaza olmaydi.
SEED mutaxassisi Natali Famiglietti qo'shadi:
Ovozning tarqalishi - bu harakat; yorug'likning tarqalishi radiatsiya yoki emissiyadir.
Elastik muhit yo'qligi sababli tovush vakuumda tarqala olmaydi. Buni 1660-yilda ingliz olimi Robert Boyl eksperimental tarzda kashf etgan. U soatni idishga solib, undan havoni chiqarib yuborgan. Tinglab turib, u tiqillaganni aniqlay olmadi.

Kondensatsiyalangan materiyadagi yangi hodisa tasvirlangan - fononlarning bittadan "sakrashi" qattiq tana bo'shliq orqali boshqasiga. Buning yordamida tovush to'lqini nozik vakuum bo'shliqlarini engib o'tishi mumkin va issiqlik vakuum orqali an'anaviy termal nurlanishga qaraganda milliardlab marta samaraliroq uzatilishi mumkin.

Tovush to'lqini - bu modda atomlarining muvozanat holatiga nisbatan sinxron tebranishi. Tovushning tarqalishi uchun, shubhasiz, bu tebranishlarni qo'llab-quvvatlaydigan moddiy vosita kerak. Tovush vakuumda tarqala olmaydi, chunki u mavjud emas. Biroq, yaqinda ma'lum bo'lishicha, tovush tebranishlari mikron osti qalinlikdagi vakuum bo'shlig'i orqali bir tanadan ikkinchisiga o'tishi mumkin. Ushbu effekt deyiladi "fononlarni vakuumli tunnellash", birdaniga ikkita maqolada tasvirlangan, jurnalning so'nggi sonlarida chop etilgan Jismoniy ko'rib chiqish xatlari. Biz darhol ta'kidlaymizki, kristall panjaraning tebranishlari nafaqat tovushni, balki issiqlikni ham olib yuradi, yangi effekt ham vakuum orqali g'ayritabiiy darajada kuchli issiqlik uzatish.

Yangi effekt o'rtasidagi o'zaro ta'sir orqali ishlaydi tovush to'lqinlari kristall va elektr maydonida. Bir kristallning oxiriga yetib boradigan kristall panjaraning tebranishlari uning yuzasi yaqinida o'zgaruvchan elektr maydonlarini hosil qiladi. Bu maydonlar vakuum bo'shlig'ining boshqa chetida "seziladi" va ikkinchi kristaldagi panjara tebranishlarini qo'zg'atadi (1-rasmga qarang). Umuman olganda, go'yo alohida fonon - kristall panjara tebranishlarining "kvanti" bir kristaldan ikkinchisiga o'tadi va unda yanada tarqaladi, garchi, albatta, kristallar orasidagi bo'shliqda fonon yo'q. .

Kashfiyot mualliflari ta'sirni tasvirlash uchun "tunnel" so'zidan foydalanishgan, chunki bu kvant zarralari energiya bilan taqiqlangan hududlardan sakrab o'tganda ularning tunnellanishiga juda o'xshaydi. Ammo shuni ta'kidlash kerakki, yangi hodisa klassik fizika tilida to'liq tasvirlangan va ishtirok etishni talab qilmaydi. kvant mexanikasi. Bu hodisaga ma'lum darajada bog'liq elektromagnit induksiya, bu transformatorlarda, induksion elektr pechlarda va kontaktsiz gadjetlarni zaryadlash qurilmalarida quvvat va asosiy bilan ishlatiladi. Va u erda va u erda bir tanada qandaydir jarayonlar hosil bo'ladi elektromagnit maydonlar, ular radiatsiyaviy bo'lmagan (ya'ni nurlanish quvvatini yo'qotmasdan) bo'shliq orqali ikkinchi tanaga uzatiladi va unda javob beradi. Yagona farq shundaki, odatdagi indüktans bilan "ishlaydi" elektr toki(ya'ni elektronlar harakati), fononlarning vakuumli tunnellanishida esa atomlarning o'zi harakat qiladi.

Kristalning tebranishi va o'rtasidagi bunday samarali aloqaga olib keladigan o'ziga xos mexanizm elektr maydonlari boshqacha bo'lishi mumkin. Finlyandiyalik tadqiqotchilarning nazariy maqolasida bu maqsadda piezoelektriklardan - deformatsiya paytida elektrlashtiriladigan va elektr maydonida deformatsiyalanadigan moddalardan foydalanish taklif etiladi. O'z-o'zidan bu hali ham etarli emas: vakuum bo'shlig'idan samarali fonon sakrab o'tish uchun boshqa kristaldagi "kiruvchi" fononlar, o'zgaruvchan elektr maydonlari va "qochib ketgan" fononlar o'rtasida rezonansni tashkil qilish kerak. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatadiki, moddalarning real parametrlari uchun bunday rezonans mavjud, shuning uchun ma'lum bir tushish burchaklarida fononlar 100% gacha bo'lgan ehtimollik bilan tunnel qilishlari mumkin.

Ehtimol, sarlavhani o'qigan har bir kishi darhol: “Aha! Ovoz bo'sh joyda tarqalmaydi, bu mumkin emas." Men bahslashmayman. Boshqa tomondan, biz hammamiz ko'plab kulgili ilmiy-fantastik filmlarni ko'rdik, ularda masofaviy kamera portlayotgan kosmik kemalardan zarba to'lqinlarini, o'tayotgan lazer yoki plazma nurlarini erkin yozib oldi, ba'zida biz hatto o'lik kemalar terisida alanganing shitirlashini eshitishga muvaffaq bo'ldik. , olov masalasi esa umuman bo'lmagani ma'qul.

Va endi eng qiziqarli. Bu voqea 1972 yil aprel oyida Apollon 16 missiyasi paytida Oy va Yer o'rtasidagi yo'lda sodir bo'ldi. Oy moduli raketaning so'nggi bosqichida edi va yagona narsa uni buyruq moduli bilan ulash edi. Docking uchun maxsus qurilma ishlatilgan - prob va drogue o'rnatish mexanizmi. Ushbu mexanizmning bir qismi, uchburchakdagi pnevmatik pin shaklida, buyruq modulida, ikkinchisi huni shaklida, oyda joylashgan edi. Docking paytida pin bo'yinning devorlari bo'ylab siljishi kerak edi, keyin esa teshikka tushishi kerak edi, shundan so'ng ko'plab qulflash mexanizmlari ishladi. Aqlli hamma narsa oddiy!

Shunday qilib, qo'mondon moduli uchuvchisi Tomas Matingli oy modulining yaqinlashayotganini kuzatib turgan va birdan Reaktsiyani boshqarish tizimidan (RCS) kela boshlagan baland shovqinni eshitdi. “Uchinchi bosqichdan ajralganimizda hech qanday shovqin eshitmadim, turli fazoviy manevrlarni amalga oshirganimizda hech narsa eshitmadim, yaqin yaqinlashgunga qadar hamma narsa jim edi. Qasam ichaman, buning iloji yo‘qligini bilaman, lekin qasamki, o‘rnatishdan oldin reaktiv Oy moduliga urilganini eshitdim”. Bu uni juda hayratda qoldirdi. Ovoz vakuumda tarqala olmaydi, lekin u oy moduli atrofida oqayotgan reaktivni aniq eshitdi. Keyinchalik, u RCS yonish mahsulotlari atrofida engil siyrak atmosferani yaratishni taklif qildi kosmik kema ular orqali tovush to'lqinlari tarqaladi.

U davom etdi: “Va siz buni o'z ko'zingiz bilan ko'rgansiz. Men oy moduli korpusining tebranishini kuzatdim va u shovqin keltirib chiqarishi mumkinligini bilardim. Har safar dvigatellarni yoqqanimizda bu shovqinni eshitardim. Bu kutilmagan atmosfera o'sha paytda eshitilishi mumkin bo'lgan zarba to'lqinini aks ettirish uchun etarli ekanligiga ishonchim komil emas edi. Men bu qanday ekanligini bilmasdim ». Missiya qo'mondoni Jon Yang o'z uchuvchisini qo'llab-quvvatladi. “Menimcha, Tomas, gaz dvigatellardan chiqib, qaytib kelib, kemaga tegishi mumkin. Haqiqatan ham juda ko'p zarralar bor."

So'nggi paytlarda quvur tovush texnologiyasining dizayni tobora ommalashib bormoqda. Ushbu maqolada men sizga ish boshlashda nimani bilishingiz kerakligini aytib berishga harakat qilaman.

1 . Anatomiya

Elektron lampalarning ishlash printsipi elektrostatik maydonda zaryadlangan zarrachalarning (elektronlarning) harakatiga asoslanadi. Radio trubkasi qurilmasini ko'rib chiqing. Rasmda bilvosita akkorning oddiy lampasi (diodi) dizayni diagrammasi ko'rsatilgan.

Aslida, chiroq shisha idish bo'lib, unda yuqori vakuum hosil bo'ladi (10-5 - 10-7 torr). Klassik lampalarda elektrodlarning shakli o'xshash va konsentrik "tsilindrlar" dir. Har bir narsaning ma'nosi shundaki, katod qizdirilganda elektronlar hayajonlanadi va uni tark etadi. To'g'ridan-to'g'ri isitiladigan katod oddiy yorug'lik chiroqidagi kabi oddiygina volfram filamentidir. Bunday katodlar katodda maxsus rejim yaratishga hojat bo'lmagan hollarda qo'llaniladi. Aksariyat lampalar bilvosita isitiladigan katoddan foydalanadi. Bunday holda, filament metall naychaga joylashtiriladi. Katoddan ma'lum masofada anod - elektrod mavjud bo'lib, u elektron oqimining "terminusi" hisoblanadi. Elektronlarning katoddan anodgacha bo'lgan tezligini boshqarish uchun qo'shimcha elektrodlar qo'llaniladi. To'rlar 3 turga bo'linadi. Nazorat, ekran va himoya (dinatronga qarshi). Panjara ikki slyuda gardish orasiga o'rnatilgan metall tokchalarga (shpallarga) o'ralgan simli spiraldir. Xuddi shu gardishlar anod va katodning shpallarini ushlab turadi. Bundan tashqari, bir nechta elektrod tizimini o'z ichiga olgan lampalar mavjud. Bunday lampalar birlashtirilgan deb ataladi. Chiroqning kuchiga qarab, uning elektrodlari va tanasi tayyorlanishi mumkin turli materiallar, chunki u orqali o'tadigan tok kuchayganda, tarqaladigan quvvat ortadi.

2. Axloq

Har bir turdagi lampalar o'ziga xos parametrlari va xususiyatlariga ega ekanligi aniq. Avvalo, lampalarning ishlash rejimlarini bilib olaylik. Oddiy elektron oqimini yaratish uchun maxsus elektrostatik potentsiallar. Bu potentsiallar uning elektrodlariga ta'sir qiluvchi kuchlanishlar bilan aniqlanadi. Asosiy ish rejimlarini ko'rib chiqing:
1. Maksimal ruxsat etilgan anod kuchlanishi (Ua max). Anod va katod orasidagi kuchlanish, agar oshib ketgan bo'lsa, buzilish sodir bo'ladi. Sovuq katod bilan bu kuchlanish kattaroqdir. Xuddi shu narsa tarmoq kuchlanishiga ham tegishli.

2. Maksimal ruxsat etilgan anod oqimi (Ia max). Anod pallasida oqimning ruxsat etilgan maksimal qiymati. Aslini olganda, chiroq orqali o'tadigan oqim, minus kichik bir qism kataklarning potentsiallari bilan "cho'zilgan".

3. Isitish kuchlanishi (Un). Filamentga (isitgichga) qo'llaniladigan odatiy kuchlanish katod termion emissiya uchun zarur bo'lgan haroratga etadi, shu bilan birga chiroq e'lon qilingan chidamlilik parametrlarini saqlaydi.

4. Isitish oqimi (In). Filament tomonidan tortilgan oqim.

Ushbu chiroqqa o'rnatilgan yig'ilish parametrlariga ta'sir qiluvchi lampalar dizayni tufayli bir qator xususiyatlar ham mavjud:

1. Xarakteristikaning qiyaligi (S). Anod oqimining o'sishini nazorat qilish tarmog'idagi kuchlanish o'sishiga nisbati. Bular. nazorat kuchlanishi 1V ga o'zgarganda anod oqimi qanchalik o'zgarishini aniqlashimiz mumkin.

2. Chiroqning ichki qarshiligi (Ri). Anod kuchlanishining o'sishining mos keladigan anod oqimi o'sishiga nisbati. Buni qaysidir ma'noda tranzistorning joriy uzatish koeffitsienti bilan solishtirish mumkin. nazorat (musbat) kuchlanishning oshishi bilan anod oqimi ortadi. Tashqi tomondan, bu qarshilikning pasayishiga o'xshaydi. Tabiiyki, chiroqda bunday yo'q faol qarshilik. U elektrodlararo sig'imlar bilan belgilanadi va tabiatda reaktivdir.

3. Statik daromad (µ). Anod kuchlanishining o'sishining anod oqimining bir xil o'sishiga olib keladigan boshqaruvning o'sishiga nisbati. Bular. mohiyatan nazorat kuchlanishining 1V ga ko'tarilishi necha marta samaraliroq ekanligini ko'rsatadi shunga o'xshash o'sish anod kuchlanishi.

3. Ismlar

Yoritgichlarning ba'zi parametrlari va dizayn xususiyatlarini ularning belgilari bilan tanib olish mumkin:

1-element - yumaloq filament kuchlanishini ko'rsatadigan raqam

2-element - bu chiroq turini ko'rsatadigan harf:
A - ikkita boshqaruv panjarali chastotani o'zgartiruvchi lampalar.
B - diod-pentodalar
B - ikkilamchi emissiyaga ega lampalar
G - diod-triodlar
D - diodlar, shu jumladan damper
E - elektron yorug'lik ko'rsatkichlari
G - qisqa xarakteristikaga ega yuqori chastotali pentodlar. Jumladan, er-xotin boshqariladigan pentodlar
Va - triod-geksodlar, triod-geptodlar, triod-oktodlar.
K - kengaytirilgan xarakteristikaga ega pentodlar.
L - yo'naltirilgan nurli lampalar.
H - qo'sh triodlar.
P - chiqish pentodalari, nur tetrodlari
P - qo'sh tetrodlar (shu jumladan nur) va qo'sh pentodlar.
C - triodlar
F - triod-pentodalar
X - juft diodlar, shu jumladan kenotronlar
C - qabul qiluvchi-kuchaytiruvchi lampalar toifasiga kiruvchi kenotronlar. (maxsus rektifikatorlar maxsus belgiga ega)
E - tetrodlar

3-element - bu qurilma turining seriya raqamini ko'rsatadigan raqam (ya'ni, ushbu seriyadagi chiroqni ishlab chiqishning seriya raqami. Masalan, 6 voltli barmoq uchi juft triodlari seriyasidan 1-chi ishlab chiqilgan chiroq 6N1P).

4-element - chiroq dizaynini tavsiflovchi harf:

A - diametri 8 mm gacha bo'lgan shisha idishda.
B - subminiatyura, diametri 10,2 mm gacha bo'lgan shisha idishda
G - diametri 10,2 mm dan ortiq bo'lgan shisha-metall qutida kichik miniatyura.
D - disk muhrlari bo'lgan shisha-metall qutida (asosan mikroto'lqinli texnologiyada mavjud)
K - sopol qutida
H - subminiatyura, keramik-metall qutida (nuvistorlar)
P - shisha idishdagi miniatyura (barmoq turi)
P - subminiatyura, diametri 5 mm gacha bo'lgan shisha idishda.
C - diametri 22,5 mm dan ortiq bo'lgan shisha idishda.
metall korpusda diametri 22,5 mm dan ortiq bo'lgan sakkizlik lampalar uchun 4-markalash elementi yo'q.

4. Mehnat sharoitlari

Yarimo'tkazgichli qurilmalardan ko'ra lampalar o'rnatish uchun ko'proq talabga ega ekanligi haqida oldindan taxmin qilingan tushuncha mavjud. Aslida, EVP ning ishlash shartlari yarimo'tkazgichli qurilmalar talab qiladigan sharoitlardan unchalik farq qilmaydi. Bundan tashqari, lampalar yarimo'tkazgichlarga qaraganda issiqlik sharoitida kamroq talabga ega. Shunday qilib, 20 Vt gacha quvvatga ega quvur kuchaytirgichlarining chiqish bosqichlari yarimo'tkazgichlardan farqli o'laroq, majburiy sovutishga muhtoj emas. Aksariyat lampalar maxsus turdagi ulagichlarga o'rnatiladi - chiroq rozetkalari. Ba'zi lampalar lampochkaning yuqori qismida terminallarga ega. Ko'pincha, bu nisbatan yuqori kuchlanish qo'llaniladigan anod yoki ekran panjarasining simlari. Bu uning va boshqa elektrodlarning o'tkazgichlari o'rtasida parchalanishni oldini olish uchun amalga oshiriladi. Ish paytida lampalar juda qizib ketgan bo'lsa, ularni iloji boricha uzoqroqqa yoyish tavsiya etiladi. So'nggi paytlarda chiroq texnologiyasini qurishda alohida tendentsiya kuzatildi. Yoritgichlar va transformatorlar qurilmaning yuqori paneliga o'rnatiladi, qolgan qismlar esa shassisning podvaliga o'rnatiladi. Bunday qurilmalar ancha yaxshi sovutiladi va menimcha, lampalarning yuqori qismida foydalanuvchini yuqori kuchlanish shikastlanishi bilan tahdid qiladigan anodli terminallar bo'lmasa, bu yondashuv juda oqilona. Yoritgichlar qat'iy vertikal bo'lishi shart emas. Ufqqa nisbatan har qanday moyillik burchagiga ruxsat beriladi, agar panjaralar qizib ketishi va cho'kishi xavfi bo'lmasa, shu bilan elektrodlararo qisqa tutashuv hosil bo'ladi.