He visto esto Charla TED y tengo curiosidad por saber cómo se enfoca el sonido a nivel general. Alguien puede explicar esto o alguien tiene algún buen artículo?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Creo que nadie aquí ha respondido realmente a tu pregunta. En este caso, el sonido está "enfocado" usando matrices en fase . La cara del foco de audio tiene múltiples transductores:
La misma señal sale de cada uno de ellos, pero con un ligero retraso de diferentes cantidades, para que todos los frentes de onda lleguen al mismo punto delante del dispositivo al mismo tiempo. Este "foco virtual" se llama beamforming .
Así es como los radares modernos enfocan también sus haces. En lugar de hacer girar una antena parabólica, tienen un montón de pequeños elementos que no se mueven, pero las señales se retrasan para producir diferentes formas de haz.
bjarkef
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El sonido es un tipo de onda, por lo que tiene todas las propiedades de onda similar a la de otras ondas, tales como las ondas de luz. Para las ondas de luz, puede utilizar una lente para enfocar la luz. Un objetivo tiene mayor índice de refracción, o bajar la velocidad de la luz con el medio ambiente. Lo mismo es cierto para la onda de sonido, así que lo que necesitas es hacer un alto índice de refracción de la región [1].
El aire que nos rodea se puede aproximar por el gas ideal, por lo que la velocidad del sonido es de [2]
$c=\sqrt{\gamma\frac{P}{\rho}}$
donde $\gamma$ es el índice adiabático, $p$ es la presión del aire, $\rho$ es la densidad del aire
Aquí, queremos crear una región con alto índice de refracción, o, equivalentemente, baja la velocidad del sonido. Hay pocos camino para lograr esto, uno es para disminuir la presión, la otra forma es disminuir la temperatura (por la ley de los gases ideales $PV=NRT$). Sin embargo, en ambos casos, se necesita un recipiente o un refrigerador cerca de él para mantener el frío.
Por otro lado, el aumento de la densidad se puede hacer fácilmente mediante el uso de un pesado gases tales como el dióxido de carbono. Solo necesitas rellenar el gas de un globo y puede actuar como un simple lente acústica. Tenga en cuenta que el tamaño del globo o en otro contenedor debe ser grande en comparación con la longitud de onda. También hay otros métodos para enfocar el sonido sin necesidad de utilizar lentes. [3]
Como se dijo antes, el mismo mecanismo puede ser aplicado para otros onda, por ejemplo, una onda de agua. En un poco de agua del tanque, la adición de una lente con forma de obstáculo en la parte inferior puede converger onda de agua, porque el agua de la onda se mueven lentamente en las poco profundas aguas de la región. Este experimento se puede realizar fácilmente en casa.
[1] http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/sound/refrac.html
[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Speed_of_sound#Speed_in_ideal_gases_and_in_air
Alex
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Estos "focos de audio" funcionan emitiendo ultrasonidos a dos frecuencias diferentes; es la corta longitud de onda de los ultrasonidos lo que hace que el haz esté tan dirigido. Las dos ondas interfieren y producen tonos sumados y diferentes a frecuencias de $f_1+f_2$ y $f_1-f_2$ Si las frecuencias de los ultrasonidos son, por ejemplo, $f_1=45\,$ kHz y $f_2=44\,$ kHz, el tono de diferencia estará en $1$ kHz que está en el rango audible para los humanos.
Conocí a algunas personas que estudiaron el uso de focos de audio para el control del ruido hace algún tiempo, pero (IIRC) el consenso general es que, dado que estás sometiendo a tus víctimas a cantidades muy grandes de ruido ultrasónico (más de 100dB), estos dispositivos probablemente no son demasiado seguros para su uso continuo. (O, al menos, su seguridad no estaba garantizada en modo alguno).
glasnt
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A nivel general, usted enfocar el sonido de la misma manera que el foco de luz, ya sea por la reflexión de una superficie parabólica, o dejar pasar a través de una lente acústica. Una lente acústica es como una lente óptica, ya que se compone de un material con diferente velocidad de propagación del sonido, de espesor variable. Ver el artículo de la Wikipedia sobre la acústica de los espejos.
