В вакууме звук не распространяется: Может ли звук передаваться через вакуум?

Физики запретили звуку распространяться со скоростью более 36 км/c

K. Trachenko et al. / Science Advances, 2020

Физики вывели
формулу, которая описывает предел скорости распространения звука. Максимальная скорость звука составила примерно 36 километров в секунду, а для ее вывода потребовались фундаментальные физические
постоянные — отношение массы протона к массе электрона и постоянная тонкой структуры. Работа опубликована в Science Advances.

В отличие от света, который может распространяться в вакууме и имеет там наибольшую скорость, со звуком дела обстоят иначе. Сама по себе звуковая волна — это распространяющееся возмущение
среды, поэтому без среды нет и звука. Известно, что звук быстрее
движется в жидкостях или твердых телах, чем в газах. Чем ближе молекулы или атомы вещества находятся
друг к другу и чем сильнее они взаимодействуют, тем
быстрее они будут распространять колебания. Поэтому скорость звука тесно
связана с параметрами среды, в которой звук распространяется и возникает вопрос о том, насколько быстро вообще может
двигаться звуковая волна.

Ученые из Лондонского университета королевы Марии, Кэмбриджского
университета и Института физики высоких давлений под
руководством Вадима Бражкина (Vadim Brazhkin) смогли вывести предел для скорости
звука, сравнили его с экспериментальными скоростями в разных средах и выяснили, где звук может
распространяться быстрее всего.

Слева — зависимость скорости звука от атомной массы, сплошная линия — теоретическая зависимость, синие точки — эксперимент, красная точка — предел скорости. Справа — экспериментальные значения скоростей звука 124 твердых тел (круги) и 9 жидкостей (ромбики)

K. Trachenko et al. / Science Advances, 2020

Они использовали два разных подхода для того,
чтобы вывести формулу для скорости звука. В первом варианте авторы рассматривали упругие
свойства среды, в которой распространяется звук, а во втором случае смотрели на нее как на колебательную систему. Оба подхода
показали, что скорость звука зависит от масс электрона и произведения массы протона на атомную массу, а первый указал еще и на зависимость от постоянной тонкой структуры. А итоговая формула имеет вид:

K. Trachenko et al. / Science Advances, 2020

Где α — постоянная тонкой структуры, me — масса электрона, m=Amp — произведение атомной массы на массу протона, c — скорость света в вакууме. Такой набор величин неслучаен: масса протона и атомная масса характеризуют атомы,
которые участвуют в распространении звуковой волны, а масса электрона и постоянная тонкой структуры отвечают за их электромагнитное взаимодействие. Если
атомная масса равна единице, то предельная скорость звука получается
равной примерно 36 километров в секунду.

Ученые получили
зависимость скорости звука от атомной массы и сравнили ее с экспериментальными результатами для 36 разных элементов. Несмотря на большой разброс в экспериментальных данных, линейный
коэффициент корреляции Пирсона оказался равным −0,71, что говорит о значительной корреляции между теорией и экспериментом. Кроме этого, авторы проверяли свой результат
не только для веществ, состоящими из одинаковых атомов, но и для соединений, и даже для жидкостей. Средняя скорость звука для всех
рассмотренных веществ совпала с теоретической с точностью 14 процентов.

Если сравнить
теоретический предел скорости звука с самой большой наблюдаемой
экспериментально величиной (скоростью звука в алмазе), то окажется, что они отличаются почти в два раза (36 километров в секунду в теории и примерно 18,35 в алмазе). Поэтому остается открытым вопрос о существовании среды, в которой скорость звука близка к предельному значению. Моделирование показало, что такая
среда — это металлический водород, который находится при очень высоком давлении.
В определенной конфигурации и при давлении выше 600 гигапаскалей скорость звука в таком веществе оказывается больше предельной.

Пока
возможность экспериментального измерения скорости звука в металлическом водороде, как и его существование остаются под вопросом, ученые исследуют
другие интересные среды. Например, скорость звука в гелиосферной мантии удалось
определить с помощью «Вояджеров», а Физики из синхротронного центра DESY не только измерили скорость звука в алмазе, но и сняли распространение ударной волны с помощью рентгеновского излучения.

Оксана Борзенкова

Как НАСА записывает звук, если звук не распространяется в космосе?

НАСА зарегистрировало волны магнитного и электрического поля, связанные с космическими событиями, и перевело эти данные в слышимый человеком диапазон.

Есть бесчисленные вопросы о космосе, которые преследовали ученых на протяжении веков. Чтобы ответить на некоторые из них, мы послали орбитальные аппараты, космические корабли, а иногда даже людей, чтобы собрать образцы и сделать наблюдения, но как вы изучаете то, что не видите?

Люди, естественно, способны слышать и видеть только в определенных конкретных частотах и ​​длинах волн. Однако в космосе множество волн, которые находятся за пределами нашего узкого восприятия, так как же мы их изучаем?

Мы переводим, переделываем и адаптируем их в соответствии с нашими потребностями, чтобы мы могли наблюдать и анализировать их. Науку просто невозможно остановить!

Почему звук не может путешествовать в космосе?

Звуковые волны — это не что иное, как колебания воздуха. Когда эти вибрации находятся в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, мы можем их услышать!

Звуковые волны в основном распространяются путем вибрации частиц в среде, т. е. молекул воздуха. Эти колебания передаются последовательным частицам в среде, что означает, что звуковые волны не могут перемещаться без среды. Причина, по которой мы не можем слышать звук в пространстве, обычно связана с отсутствием такой среды.

Мы можем утверждать, что в космосе есть облака газов, которые могут действовать как среды, но газы не присутствуют равномерно по всему пространству. Кроме того, газы обычно менее плотны в космосе, что означает, что между частицами слишком большие расстояния, поэтому вибрации не могут эффективно распространяться.

Проще говоря, звук не может путешествовать в космосе.

Как ученые слышат звуки Вселенной?

Начнем с того, что ученые фактически не могут «слышать» космические звуки, но у них есть средства для изучения космических волн, преобразуя их в звуковые волны.

«Сонификация» — это преобразование любых не слуховых данных в звук и аналогично визуализации данных.

Метод преобразования называется Сонификации, если он соответствует определенным критериям:

  • Воспроизводимость, т. е. Важные элементы данных остаются неизменными, независимо от условий, при которых проводится Сонификация.
  • Данные должны обрабатываться ультразвуком таким образом, чтобы их могли различить даже неподготовленные слушатели.

Космос полно радиоволн, плазменных волн, магнитных волн, гравитационных волн и ударных волн, которые могут путешествовать в космосе без среды. Эти волны регистрируются приборами, которые могут воспринимать эти волны, и данные передаются на наземные станции, где волны кодируются звуком.

Любой слышимый звук имеет такие переменные, как частота, амплитуда и ритм. Различные пространственные волны согласуются с различными свойствами звука (частотой, амплитудой и т. д.) в разных пропорциях, чтобы получить звук.

НАСА имеет прибор под названием EMFISIS (Electrical and Magnetic Field Instrument Suite and Integrated Science), подключенный к двум спутникам Van Allen Probes, зондовый космический аппарат, который измеряет магнитные и электрические помехи, когда они окружают Землю. Есть три электрических датчика, которые измеряют электрические возмущения и три магнетрона, которые измеряют колебания в магнитных полях. Некоторые из электромагнитных волн лежат в диапазоне слышимых частот, который служит для ученых основой для перевода оставшихся записанных частот в слышимый диапазон для интерпретации данных. Эти знания о волнах и их тонах помогают нам понять схему, которой они следуют. Кроме того, это только волны, которые находятся вблизи атмосферы Земли.

Хотя научное сообщество уже давно бурлит вопросами, связанными с Солнцем и его недрами, мы также знаем, что ни один спутник или космический аппарат не может долететь до Солнца, не сгорев. Научное наблюдение за солнцем также практически невозможно из-за его яркости. Это оставляет нам возможность наблюдать полевые волны, которые окружают солнце, и естественные вибрации, которые возникают от солнца.

Поверхность солнца является конвективной из-за звуковых волн очень низкой амплитуды. НАСА создало солнечные звуки из данных, собранных в течение 40 дней с помощью гелиосферной обсерватории (SOHO) Michelson Doppler Imager (MDI). Эти данные были обработаны следующим образом:

  • Данные о допплеровской скорости, полученные из MDI (доплеровского тепловизора Майкельсона), были усреднены по солнечному диску Солнца.
  • Обработка проводилась таким образом, чтобы устранить эффекты движения космического аппарата и паразитные шумы.
  • Затем был использован фильтр для выбора чистых звуковых волн.
  • Наконец, данные были интерполированы, так что все недостающие места были покрыты.
  • Затем данные были масштабированы для соответствия диапазону слышимых частот.

Это всего лишь один метод, принятый учеными для изучения звуков космоса. Есть также датчики, которые измеряют электрическую активность пыли, когда комета проходит мимо космического корабля!

«Гигантские прыжки» — это мелодия, составленная НАСА, которая описывает объем научной активности, связанной с Луной. Каждый звук в музыке существует благодаря данным, которые мы получили. Чем выше шаг в данном разделе, тем больше научных публикаций за этот период.

Да, и космические волны далеки от того, что вы обычно слышите в кино. Не ждите грохота и свиста. Космические волны больше похожи на сирены и свистки!

Насколько полезны звуки космоса?

Десятки космических звуков прошли через процесс сонификации. Слуховая система человека уникальна в том смысле, что она может идентифицировать паттерны, поэтому мы распознаем, является ли определенный тон повторяющимся или нет. Эта возможность была использована учеными для разделения и идентификации данных.

Если вы посмотрите на набор данных и расшифруете его, было бы более разумно, если бы вы могли его услышать, а не анализировать экран всплесков или диаграмму. Вот почему Сонификация стала популярным методом анализа космических явлений.

Роберт Александр, специалист по ультразвуковой обработке в Исследовательской группе по солнечной и гелиосферной среде в Университете Мичигана, во время изучения солнечных данных услышал гул, частота которого соответствовала периоду вращения Солнца. Этот звук подразумевал, что он, вероятно, будет периодическим. Это помогло ему сделать вывод, что существуют как быстрые, так и медленные солнечные ветры, которые периодически обрушиваются на землю.

Это только один пример; сонификация также показала, что юпитерианская молния существует. Это помогло исследовать ударные волны, которые формируются, когда магнитное поле планеты препятствует солнечному ветру, и многое другое!

Ученые превратили эти звуки в музыку, применив цифровые технологии.

Эта практика сонификации была использована для инновационного сотрудничества между Европейской южной обсерваторией (ESO) стипендиатом Крисом Харрисоном и слабовидящим астрономом Университета Портсмута доктором Николасом Бонном. Доктор Бонн создал мюзикл, в котором он дал осязаемые формы звездам и черным дырам. Он и его команда переосмыслили звезды, связав громкость звука с яркостью звезды, тон с цветом звезды и так далее.

Это шоу было в основном попыткой открыть чудесный космический мир для аудитории, которая может иметь проблемы со зрением, учитывая, что астрономия в значительной степени связана со зрением и наблюдением.

Наука всегда была многомерной, и человеческое любопытство привело к некоторым поистине удивительным открытиям. Изучение пространства посредством сонификации — это один из таких прорывов, который дал нам силы и позволил заглянуть в глубины космоса, даже несмотря на то, что нам не хватает способности «смотреть» на вселенную.

звуковые волны и скорость звука

Мы знаем, что звук распросраняется по воздуху. Именно потому мы и можем слышать. В вакууме никаких звуков существовать не может. Но если звук передается по воздуху, вследствие взаимодействия его частиц, не будет ли он передаваться и другими веществами? Будет.

Распространение  и скорость звука в разных средах

Звук передается не только воздухом. Наверное, все знают, что если приложить ухо к стене, то можно услышать разговоры в соседней комнате. В данном случае звук передается стеною. Звуки распространяются и в воде, и в других средах. Более того, распространение звука в различных средах происходит по-разному. Скорость звука различается в зависимости от вещества.

Любопытно, что скорость распространения звука в воде почти в четыре раза выше, чем в воздухе. То есть, рыбы слышат «быстрее», чем мы. В металлах и стекле звук распространяется еще быстрее. Это происходит потому, что звук это колебания среды, и звуковые волны передаются быстрее в средах с лучшей проводимостью.

Плотность и проводимость воды больше, чем у воздуха, но меньше, чем у металла. Соответственно, и звук передается по-разному. При переходе из одной среды в другую скорость звука меняется.

Длина звуковой волны также меняется при ее переходе из одной среды в другую. Прежней остается лишь ее частота. Но именно поэтому мы и можем различить, кто конкретно говорит даже сквозь стены.

Так как звук это колебания, то все законы и формулы для колебаний и волн хорошо применимы к звуковым колебаниям. При расчете скорости звука в воздухе следует учитывать и то, что эта скорость зависит от температуры воздуха. При увеличении температуры скорость распространения звука возрастает. При нормальных условиях скорость звука в воздухе составляет 340 344 м/с.

Звуковые волны

Звуковые волны, как известно из физики, распространяются в упругих средах. Именно поэтому звуки хорошо передаются землей. Приложив ухо к земле, можно издалека услышать звук шагов, топот копыт и так далее.

В детстве все наверняка развлекались, прикладывая ухо к рельсам. Стук колес поезда передается по рельсам на несколько километров. Для создания обратного эффекта звукопоглощения, используют мягкие и пористые материалы.

Например, чтобы защитить от посторонних звуков какое-либо помещение, либо, наоборот, чтобы не допустить выхода звуков из комнаты наружу, помещение обрабатывают, звукоизолируют. Стены, пол и потолок обивают специальными материалами на основе вспененных полимеров. В такой обивке очень быстро затихают все звуки.

Еще один пример различной проводимости это рыбалка. Звуки в воде распространяются очень хорошо и быстро. Именно по этой причине, чтобы не распугать рыбу, необходимо соблюдать тишину и не стучать, и не топать. Рыба очень чувствительна к таким колебаниям и быстро уплывает, чувствуя опасность.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Высота тона и громкость звука: чистый тон, обертон, шум
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspОтражение звука и эхо: что это, как услышать, где лучше всего?

С какой скоростью распространяется звук в вакууме. Скорость звука в вакууме

    Для вас, в Эстонии, своя скорость звука)

    Если слышишь один хлопок, то значит движешься с скоростью больше скорости звука, соответственно звук остается позади, ничего и не будет слышно.

    Почему слышно один удар, а не гул? Тело ведь продолжает двигаться со скоростью звука.

    Как выши написал, скорость уже выше звуковой, ничего не будет слышно.

    Не влияет. Влияет на наличие или отсутствие торможения.

    незнаю,сборка плохая может быть.У меня вроде все в порядке,звук иногда глючит чуть чуть.И то думаю 7рка не виновата.

    продукты служат дольше) т.к. именно воздух их портит)

    Воздух их не портит)))))))) Их портят химические реакции, которые без воздуха не возможны

  • Нарушится пространственно-временной континуум и все взорвется.

    Информационный вакумм опасен тем, что ты не получаешь информацию из вне. Из-за отсутствия альтернатив начинаешь копаться в себе. А после начинаешь зацикливаться и замыкаться.

    Временами информационный вакуум полезен тем чтобы проанализировать себя и что ты сделал.

    Но если находиться в нем постоянно, то это до добра не доведёт.

    Могу поменять на ведро компрессии

    Мелочь — будешь наказана за несоблюдение авторских прав!!! =)

    Я тут почитала, поизучала…

    Итак.

    Физическая энциклопедия говорит, что вакуум – это состояние газа при давлении меньше атмосферного. При этом часто подразумевают не просто «меньше», а «много меньше».

    Современная теория гласит, что в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные частицы. На практике это приводит к сдвигу энергетических уровней в атомах и даже к появлению дополнительного давления, создаваемого этими частицами, которое носит название эффекта Казимира.

    Если колба прозрачная, значит, через нее проходят фотоны, а поглощение вакуумом энергии фотонов сопровождается повышением температуры вакуума.

    А знаете, что скорость звука в вакууме превышает скорость света?

    В общем, по существу ответить нечего.

    Могу написать, разве что, про космический вакуум. Первое — если поместить нагретое до N-ой температуры тело в вакуум, оно не остынет, а наоборот, очень сильно нагреется, это следствие реликтового (или космического микроволнового) излучения.

    Второе — средняя температура космоса — 2.723 градуса по Kельвину или -270 по Цельсию. И ни дюймом меньше. А что касается абсолютного нуля — -273.15 градусов по Цельсию, то если средняя температура эфира (вакуума) опустится ниже, то Вселенная погибнет. Точнее, погибнем мы, а она приобретет свое первоначальное состояние до большого взрыва.

Скорость звука в вакууме.

  1. Сам ответил, не заметив: » в межзвздном пространстве составляет примерно 100 км/с (точное значение зависит от плотности, и потому может меняться) » — ветер — это газ с достаточно высокой плотностью, чтобы в нем звук распространялся.. .

    А то, что он летит как ветер со скоростью большей, чем звук — это просто физический феномен…

  2. Солнечный ветер — это не вакуум, это вполне себе нормальное вещество. Только сильно разреженное.
  3. Есть межпланетный и межзвездный газ, просто очень сильно разреженный. И волны сжатия-разрежения, то есть звук, в нем распространяются, хотя, естественно, только сверхнизкочастотные.
  4. вспоминаем определение: вакуум — это когда длина свободного пробега молекул больше размеров сосуда. А в космосе стенок вообще нет, поэтому, как это смешно ни звучит, в космосе действительно газ, а не вакуум.:)
  5. Имеется в виду, что ПОЛНОГО вакуума во Вселенной нигде нет, а уж в пределах солнечной системы — и подавно. Мало того, что повсюду блуждают молекулы, вылетевшие из верхних слоев атмосфер разных планет, тут еще и солнечный ветер. А это не что иное как частицы, излучение. Солнце ведь не только электромагнитные волны излучает, но и вполне себе корпускулярные излучения, частицы, которые имеют массу и оказывают давление на препятствия. Так что вакуум в солнечной системе — понятие условное. Его МОЖНО считать газом — просто до такой степени разреженным, что даже на космических скоростях его сопротивление движению совершенно ничтожно. Тем не менее, раз есть газ, то и волны переменного давления в нем могут распространяться. Тоже «звук», просто его не уловишь микрофоном, т. к. расстояние между соседними частицами даже больше, чем размеры самого микрофона. Вот если сделать микрофон хотя бы в несколько километром размером, то с его помощью уже можно уловить этот «звук» — на крайне низких частотах, или в виде отдельных одиночных колебаний.
    Думаю, так 🙂
  6. Вакуум в космосе не идеальный. Есть некоторая концентрация частиц, пусть даже крайне малая.
  7. Черные дыры» могут излучать звуковые волны. (из материалов сайта Lenta. ru)
    Американские астрономы с помощью орбитального телескопа Chandra впервые наблюдали звуковые волны, исходящие от «черной дыры», и даже определили ноту, которую коллапсар издает. В течение 53 часов ученые наблюдали излучение, исходящее из «черной дыры» в галактике в созвездии Персея (около 250 миллионов световых лет от Земли). По мнению астрономов, открытие звуковых межгалактических волн поможет понять, почему раскаленный газ в галактическом центре не остывает в течение десяти миллиардов лет.
    «Звуковые волны, проходя через газ, отдают ему часть своей энергии», — предположила астрофизик американского космического агентства (NASA) Ким Уивер.
    Волны удалось обнаружить благодаря технике обработки изображений, позволяющей отобразить малейшие изменения в освещенности газового облака. Согласно подсчетам, «черная дыра» издает ноту, соответствующую си-бемоль, причем на 57 октав ниже первой октавы (для сравнения, клавиатура стандартного фортепиано охватывает семь октав). По словам Стива Аллена из Кембриджского института астрофизики, эти волны могут являться ключом к пониманию тайны роста галактик. Энергия, заключающаяся в волнах, соответствует суммарной энергии 100 миллионов сверхновых звзд.
  8. Потому что представлять межзвездное пространство пустым — это и есть нонсенс. Да, плотность вещества там пониже, чем можно достичь техническими средствами на Земле, но все-же там не совсем пусто. Ну, хотя-бы атомы водорода — и то вещество. А значит есть и скорость звука.
    Реально, в такой среде могут распространятся звуки с ОЧЕНЬ большой длинной волны, типа ударной волны от взрыва сверхновой.
  1. Загрузка… помогите плиз что такое вид глагола ты что незнаешь? мы это проходили! Глаголы в русском языке относятся к одному из двух видов: к несовершенному…
  2. Загрузка… Помогите плиззз!Как связаны температура воздуха и атмосферное давление? Никак Никак. Однозначно. Давление определяет, куда будут двигаться атмосферные массы. Если давление высокое — барометр «растет»…
  3. Загрузка… Два поезда прошли одинаковый путь за одно и то же время, однако один поезд, имея начальную скорость, равную нулю, прошел короче они не встретились…
  4. Загрузка… Каменный, бронзовый и железный века Периодизация и характеристика. Кратко, самые основные знания. ервобытное общество (также доисторическое общество) период в истории человечества до изобретения письменности,…
  5. Загрузка… Какой состав почвы необходим для фикуса и бегонии? Почва для фикусов должна быть слабокислая или нейтральная. Можно использовать готовые смеси для фикусов и составить…
  6. Загрузка… Что такое амплитудная и частотная модуляции?? Модуля#769;ция (лат. modulatio мерность, размерность) процесс изменения одного или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного…
  7. Загрузка… Как сделать технический нитроглицерин? лучше всего состав и способ приготовления. Купить в аптеке, а сделать, не рискуя сильно, можно лишь несколько капель.Взрыв капли в…

На вопрос Какова скорость звука в вакууме? заданный автором Вровень
лучший ответ это ноль

Ответ от Косоглазый
[гуру]
А я думал, что звук в вакууме не распространяется…

Ответ от Малышка 😉
[гуру]
Скорость звука превышает скорость света в вакууме

Ответ от Игорь Вагин
[гуру]
В вакууме звуковые волне не распространяются, поэтому 0

Ответ от Просвира
[гуру]
Какова скорость звука?
Если мы слышим какой-либо звук, значит, поблизости должен находиться вибрирующий предмет, который колеблется. Звуки исходят от вибрирующих предметов.
Но звук должен где-то распространяться. Что-то должно его переносить от источника к приемнику. Это что-то называется «среда» . Средой может служить что угодно — воздух, вода, предметы, даже земля. Индейцы прикладывали ухо к земле, чтобы услышать отдаленные звуки.
Нет среды — нет и звука. Если в каком-то объеме создать вакуум, звук в нем не сможет распространяться. Это связано с тем, что звук распространяется волнами. Вибрирующий предмет передает свою вибрацию соседним молекулам или частичкам. Происходит передача движения от одной частички к другой, что приводит к появлению звуковой волны.
Средой распространения звуковых волн могут быть различные материалы — дерево, воздух, вода; следовательно, скорость распространения звуковых волн должна быть различной. Если мы говорим о скорости звука, мы должны спросить: а в какой среде?
Скорость звука в воздухе составляет около 335 м/сек. Но это при температуре 0° С. С повышением температуры скорость распространения звука также увеличивается.
В воде звук распространяется быстрее, чем в воздухе. При температуре 8° С скорость его распространения составляет около 1 435 м/сек, или около 6 тыс. км/час. В металле эта скорость достигает порядка 5000 м/сек, или 20 000 км/час.
Материал взят от сюда:

Ответ от Vladimir dikolenko
[гуру]
Никому не удалось измерить, т. к не удалось, в вакууме, звук распространить.: -))

Ответ от CAHA
[гуру]
эксперимент показал, что скорость звука в вакууме равна степени опьянения лаборанта снимавшего показания аппаратуры…

Ответ от Alessandra
[эксперт]
Оптическая плотность — 1….а дальше не знаю)

Ответ от 112
[новичек]
полного вакуума нет НИГДЕ! всегда есть частицы и вещество…. от планет, астероидов и т. д.
точное значение зависит от плотности и может меняться, а так примерно 100км/с.
наука не стоит на месте — это наш мозг школу часто вспоминает:))
2010 год!
Финские ученые Мика Пруннила (Mika Prunnila) и Йоханна Мелтаус (Johanna Meltaus), из исследовательского центра, расположенного в городе Эспоо, разработали схему, показывающую как звук может совершать прыжок через вакуум разделяющей два объекта из пьезоэлектрических кристаллов. Эти кристаллы генерируют электрическое поле, они сжимаются или растягиваются под действием звуковых волн или других сил, и в итоге созданное электрическое поле изменяется.
Когда звуковая волна достигает края одного кристалла, электрическое поле, связанное с ним и проходящее через вакуум, может измениться и деформировать другой кристалл, порождая в последнем звуковые волны. «Это как если бы звуковые волны даже и не знали о вакууме – а просто проходили напрямую», говорит Пруннила.
Исследователи говорят, что промежуток не должен быть особенно маленьким, а эффективность переноса звука должна меняться в зависимости от частоты звуковой волны и угла, под которым волна «входит» в первый кристалл. Некоторые комбинации волн, почти не теряют энергию, при перепрыгивании вакуумного промежутка.

Описано новое явление в конденсированных средах — «перепрыгивание» фононов из одного твердого тела в другое через пустоту. За счет него звуковая волна может преодолевать тонкие вакуумные зазоры, а тепло может передаваться через вакуум в миллиарды раз эффективнее, чем при обычном тепловом излучении.

Звуковая волна — это синхронное колебание атомов вещества относительно положения равновесия. Для распространения звука, очевидно, нужна материальная среда, поддерживающая эти колебания. В вакууме звук распространяться не может просто потому, что ее там нет. Однако, как выяснилось совсем недавно, звуковые колебания могут перескакивать из одного тела в другое через вакуумный зазор субмикронной толщины. Этот эффект, получивший название «вакуумное туннелирование фононов»
, был описан сразу в двух статьях, опубликованных в последних выпусках журнала Physical Review Letters
. Сразу отметим, что, поскольку колебания кристаллической решетки переносят не только звук, но и тепло, новый эффект приводит также к аномально сильной теплопередаче через вакуум
.

Новый эффект работает за счет взаимодействия между звуковыми волнами в кристалле и электрическим полем. Колебания кристаллической решетки, добегая до торца одного кристалла, создают вблизи его поверхности переменные электрические поля. Эти поля «чувствуются» на другом краю вакуумного зазора и раскачивают колебания решетки во втором кристалле (см. рис. 1). В целом это выглядит так, словно отдельный фонон — «квант» колебания кристаллической решетки — перескакивает из одного кристалла в другой и распространяется в нём дальше, хотя в пространстве между кристаллами никакого фонона, конечно, нет.

Авторы открытия использовали для описания эффекта слово «туннелирование», поскольку он очень похож на туннелирование квантовых частиц, когда они перескакивают через энергетически запрещенные области. Однако стоит подчеркнуть, что новое явление вполне описывается на языке классической физики и вовсе не требует привлечения квантовой механики. Оно в чём-то родственно явлению электромагнитной индукции, которое вовсю используется в трансформаторах, индукционных электроплитках и устройствах бесконтактной зарядки гаджетов. И там и тут некоторый процесс в одном теле порождает электромагнитные поля, которые безызлучательно (то есть без потери мощности на излучение) передаются через зазор во второе тело и вызывают в нём отклик. Разница лишь в том, что при обычной индуктивности «работает» электрический ток (то есть движение электронов), тогда как при вакуумном туннелировании фононов движутся сами атомы.

Конкретный механизм, приводящей к столь эффективной связи между колебанием кристалла и электрическими полями, может быть разный. В теоретической статье финских исследователей предлагается для этой цели использовать пьезоэлектрики — вещества, которые электризуются при деформации и деформируются в электрическом поле. Самого по себе этого еще недостаточно: для эффективного перескока фононов через вакуумный зазор необходимо организовать резонанс между «набегающими» фононами, переменными электрическими полями и «убегающими» фононами в другом кристалле. Вычисления показывают, что при реалистичных параметрах веществ такой резонанс действительно существует, так что при определенных углах падения фононы могут туннелировать с вероятностью вплоть до 100%.

Звук в различных средах | Физика

Для распространения звука необходима упругая среда. В вакууме звуковые волны распространяться не могут, так как там нечему колебаться В этом можно убедиться на простом опыте. Если поместить под стеклянный колокол электрический звонок, то по мере выкачивания из-под колокола воздуха мы обнаружим, что звук от звонка будет становиться все слабее и слабее, пока не прекратится совсем.

Звук в газах. Известно, что во время грозы мы сначала видим вспышку молнии и лишь через некоторое время слышим раскаты грома (рис. 52). Это запаздывание возникает из-за того, что скорость звука в воздухе значительно меньше скорости света, идущего от молнии.

Скорость звука в воздухе впервые была измерена в 1636 г. французским ученым М. Мерсенном. При температуре 20 °С она равна 343 м/с, т. е. 1235 км/ч. Заметим, что именно до такого значения уменьшается на расстоянии 800 м скорость пули, вылетевшей из пулемета Калашникова (ПК). Начальная скорость пули 825 м/с, что значительно превышает скорость звука в воздухе. Поэтому человек, услышавший звук выстрела или свист пули, может не беспокоиться: эта пуля его уже миновала. Пуля обгоняет звук выстрела и достигает своей жертвы до того, как приходит этот звук.

Скорость звука зависит от температуры среды: с увеличением температуры воздуха она возрастает, а с уменьшением — убывает. При 0 °С скорость звука в воздухе составляет 331 м/с.
В разных газах звук распространяется с разной скоростью. Чем больше масса молекул газа, тем меньше скорость звука в нем. Так, при температуре 0 °С скорость звука в водороде 1284 м/с, в гелии — 965 м/с, а в кислороде — 316 м/с.

Звук в жидкостях. Скорость звука в жидкостях, как правило, больше скорости звука в газах. Скорость звука в воде впервые была измерена в 1826 г. Ж. Колладоном и Я. Штурмом. Свои опыты они проводили на Женевском озере в Швейцарии (рис. 53). На одной лодке поджигали порох и одновременно ударяли в колокол, опущенный в воду. Звук этого колокола с помощью специального рупора, также опущенного в воду, улавливался на другой лодке, которая находилась на расстоянии 14 км от первой. По интервалу времени между вспышкой света и приходом звукового сигнала определили скорость звука в воде. При температуре 8 °С она оказалась равной примерно 1440 м/с.

На границе между двумя разными средами часть звуковой волны отражается, а часть проходит дальше. При переходе звука из воздуха в воду 99,9 % звуковой энергии отражается назад, однако давление в прошедшей в воду звуковой волне оказывается почти в 2 раза больше. Слуховой аппарат рыб реагирует именно на это. Поэтому, например, крики и шумы над поверхностью воды являются верным способом распугать морских обитателей. Человека же, оказавшегося под водой, эти крики не оглушат: при погружении в воду в его ушах останутся воздушные «пробки», которые и спасут его от звуковой перегрузки.

При переходе звука из воды в воздух снова отражается 99,9 % энергии. Но если при переходе из воздуха в воду звуковое давление увеличивалось, то теперь оно, наоборот, резко уменьшается. Именно по этой причине, например, не доходит до человека в воздухе звук, возникающий под водой при ударе одним камнем о другой.

Такое поведение звука на границе между водой и воздухом дало основание нашим предкам считать подводный мир «миром молчания». Отсюда же и выражение: «Нем как рыба». Однако еще Леонардо да Винчи предлагал слушать подводные звуки, приложив ухо к веслу, опущенному в воду. Воспользовавшись таким способом, можно убедиться, что рыбы на самом деле довольно болтливы.

Звук в твердых телах. Скорость звука в твердых телах больше, чем в жидкостях и газах. Если вы приложите ухо к рельсу, то после удара по другому концу рельса вы услышите два звука. Один из них достигнет вашего уха по рельсу, другой — по воздуху.

Хорошей проводимостью звука обладает земля. Поэтому в старые времена при осаде в крепостных стенах помещали «слухачей», которые по звуку, передаваемому землей, могли определить, ведет ли враг подкоп к стенам или нет Прикладывая ухо к земле, также следили за приближением вражеской конницы.

Твердые тела хорошо проводят звук. Благодаря этому люди, потерявшие слух, иной раз способны танцевать под музыку, которая доходит до их слуховых нервов не через воздух и наружное ухо, а через пол и кости.

1. Почему во время грозы мы сначала видим молнию и лишь потом слышим гром? 2. От чего зависит скорость звука в газах? 3. Почему человек, стоящий на берегу реки, не слышит звуков, возникающих под водой? 4. Почему «слухачами», которые в древние времена следили за земляными работами противника, часто были слепые люди?

Экспериментальное задание. Положив на один конец доски (или длинной деревянной линейки) наручные часы, приложите ухо к другому ее концу. Что вы слышите? Объясните явление.

Неделя литовской культуры-2015

Дни литовской культуры проходят в гимназии с 2003 года, и это стало доброй традицией. За это время реализован не один образовательный проект, гимназия принимала видных деятелей культуры, искусства и литературы Литвы.

Гостями церемонии открытия Недели стали заместитель председателя ассоциации учителей литовского языка в Калининградской области Альгирдас Кормилавичус, фольклорный коллектив «Рутяле» (г. Гурьевск) под руководством Ирены Тирюбы, фольклорный коллектив (художественный руководитель Ирма Куркова) из пос. Переславское «Куполите». Ирена Тирюба рассказала о народных литовских инструментах и особенностях национального костюма.

В рамках реализации гимназического проекта «Неделя литовской культуры» состоялась открытая лекция Б.Н. Адамова для учащихся гимназии. Борис Николаевич Адамов — член правления и один из организаторов Калининградского клуба краеведов, автор книги «Кристионас Донелайтис. Время. Люди. Память». В лекции об известных литовцах Кёнигсберга он особое внимание уделил Людвигу Резе – литовскому поэту, критику, переводчику, профессору и ректору Кёнигсбергского университета.

Тренер баскетбольной команды БФУ им.И. Канта Гедиминас Мелунас провел мастер-класс для баскетбольной команды 5«А» класса. Ребятам были показаны новые техники и приемы игры в баскетбол, которые многому  их научили. Время пролетело очень быстро, но тренер обещал встретиться еще раз.

Учащиеся 10-х классов, слушатели Школы юного дипломата, совершили визит в Генеральное консульство Республики Литва. Это событие стало частью программы Дней литовской культуры в гимназии № 40. Учащихся встречали Генеральный консул господин Витаутас Умбрасас и атташе по культуре господин Романас Сенапедис, которые очень тепло и радушно отнеслись к гостям. На встрече обсуждались такие вопросы, как путь дипломата в профессию. Другой интересующей всех участников темой был вопрос молодежного международного сотрудничества. Учащиеся поделились своим впечатлениями от проектов с литовскими школами и гимназиями. Другим вопросом обсуждения стала деятельность консульства в сфере обмена культур на территории Калининградской области.

10-я юбилейная Неделя Литовской культуры в гимназии № 40 завершилась 20 февраля 2015 г. Почетными гостями церемонии стали руководитель представительства МИД России в Калининграде Павел Анатольевич Мамонтов, Витаутас УМБРАСАС, министр-советник, исполняющий обязанности генерального консула Литовской Республики, заместитель председателя ассоциации учителей литовского языка в Калининградской области Альгирдас Кормилавичус, руководитель общественной кафедры «Образование и дипломатия» гимназии №40, главный специалист-эксперт Представительства МИД России в Калининграде Юлия Изидоровна Матюшина. Были подведены итоги Недели, награждены участники и победители различных конкурсов. В конкурсе чтецов «По следам  литовских поэтов» среди учащихся 5-11 классов победителями стали Булаев Дмитрий, ученик 6«С» класса, Балесная Мария, ученица 7«Б» класса, Даудова Деши, читавшая стихотворения на литовском языке. В фотоконкурсе «Путешествие по Литве» победителем конкурса стала творческая группа 8«О» класса (Волошина Тамара, Громазина Арина, Рубцова Лариса Владимировна). Дипломы победителям вручали руководитель представительства МИД России в Калининграде Павел Анатольевич Мамонтов и Витаутас Умбрасас, министр-советник, исполняющий обязанности генерального консула Литовской Республики. Ярким украшением Церемонии закрытия стало выступление народного коллектива лицея № 35 «Жюгелис (žiogelis)» (руководитель Альгирдас Кормилавичус) и музыкального коллектива гимназии № 40 «Канцона» (руководитель Н.В. Литвинова).

Список альбомов пуст.

какие мелодии рождают планеты, пульсары и кометы


Человек воспринимает звук в результате интерпретации мозгом сигнала из окружающего мира звуковыми сенсорами — ушами. Барабанная перепонка в ухе улавливает высокочастотные изменения давления воздуха, а мозг обрабатывает полученный сигнал. У звука, который слышит человек, существует диапазон — от 16 до 20 кГц. Все, что выше и ниже этих значений, недоступно для человеческого уха.


Звуковые волны — механические колебания, которые рождаются в среде в результате давления на ее частицы. Благодаря наличию кислорода среда на Земле упругая, а череда ее сжатий и растяжений позволяет звуковой волне распространяться в ней. В космосе ситуация иная: отсутствие кислорода делает невозможным распространение звука в привычном понимании.


Как звучит пульсар


В январе 2018 года радиотелескоп «Аресибо» уловил излучение пульсара PSR B1957 + 20 из созвездия Стрелы в момент супервспышки. Поток энергии уничтожил часть поверхности красного карлика, компаньона пульсара по двоичной системе «Черная вдова».



Пульсар — космический источник радио-, оптического, рентгеновского или гамма-излучений, приходящих на Землю в виде периодических всплесков, импульсов. Пульсары представляют собой вращающиеся нейтронные звезды с магнитным полем, которое наклонено к оси вращения, что вызывает модуляцию приходящего на Землю излучения.



Астрофизики из Университета Торонто конвертировали гамма-излучение пульсара в звук, который способен услышать человек, — и получили красивую мелодию, в которой красный карлик будто просит о помощи.


Музыкальное творчество астрофизиков


Чтобы люди услышали излучение небесных тел, ученым приходится транспортировать электромагнитные волны в звуковые. Результатом таких преобразований является творчество астрономов и физиков, а не хаотичный набор звуков, как в случае с записью падения камня, проезжающего поезда или шума моря.


Электромагнитные волны и другие излучения преобразуют в звук по правилам, которые придумывают сами астрофизики. В них мощность излучения или длина волны соответствуют звуку на определенной частоте или высоте. Этот процесс похож на создание светомузыки — когда тому или иному звуку соответствуют вспышка света или затухание.


Впервые астрофизики преобразовали излучение космических тел в звук в 1996 году. Тогда зонд «Галилео» передал на Землю запись электромагнитных волн, излучаемых крупнейшей планетой в Солнечной системе — Юпитером. Спустя десять лет ученые предположили, что в действительности источником волн стали заряженные частицы на спутнике газового гиганта — Ганимеде.


В январе космический аппарат «Юнона» отправил на Землю запись, которая рассказала о планете куда больше, чем запись излучения, исходящего из окрестностей газового гиганта 12-летней давности.



«Галилео» — автоматический космический аппарат НАСА, созданный для исследования Юпитера и его спутников. Аппарат был запущен в 1989 году. В 1995 году он вышел на орбиту Юпитера и проработал до 2003 года. Это был первый аппарат, вышедший на орбиту Юпитера, изучавший планету длительное время и сбросивший в ее атмосферу спускаемый зонд. Станция передала свыше 30 Гб информации, включая 14 тыс. изображений планеты и спутников, а также уникальную информацию об атмосфере Юпитера. Название станции связано с тем, что именно Галилео Галилей открыл четыре спутника Юпитера в 1610 году.


«Юнона», от англ. Juno, Jupiter Polar Orbiter — автоматическая межпланетная станция НАСА, запущенная 5 августа 2011 года для исследования Юпитера. Это второй проект в рамках программы «Новые рубежи». Выход аппарата на полярную орбиту газового гиганта произошел 5 июля 2016 года. Целью миссии является изучение гравитационного и магнитного полей планеты, а также проверка гипотезы о наличии у Юпитера твердого ядра. Кроме того, аппарат должен заняться исследованием атмосферы планеты — определением содержания в ней воды и аммиака, а также построением карты ветров, которые могут достигать скорости в 618 км/час. «Юнона» продолжит изучение районов южного и северного полюсов Юпитера, начатое АМС «Пионер-11» в 1974 году и АМС «Кассини» в 2000 году.



Зонд записал звук, который рождается в точке соприкосновения магнитных полей Юпитера и Солнца. Это область в пространстве, где заряженные частицы подлетают к Юпитеру на огромных скоростях и начинают замедляться, образуя зону повышенной плотности. Исследовательский аппарат записал звук перехода, который длился около двух часов.


Другим звуком сопровождалось прохождение гелиево-водородной плазмы или солнечного ветра через магнитное поле планеты, при котором частота и высота звука зависели от плотности плазмы.




Звук второй по размерам планеты в Солнечной системе, Сатурна, в 1977 году записал зонд «Кассини», находясь в 377 млн км от газового гиганта. Источником радиоволн ученые назвали области полярного сияния на полюсах планеты, пик которого приходится на период перед рассветом и за несколько минут до полуночи. Энерговыделения при этом варьируются от 7 до 124 ГВт, а полярное сияние длится от нескольких минут до часа. Для сравнения, энерговыделение четырех атомных блоков Чернобыльской АЭС составляло 4 ГВт.


Исходящее от Сатурна излучение отличается от радиоволн Юпитера сложной структурой — большим количеством высоких и низких тонов, а также частым изменением частоты звучания.


Звук пролетающей кометы


14 февраля 2011 года космический аппарат НАСА Stardust записал звук пролетающей кометы Tempel 1. Прибор, установленный на спутнике, записал звук ударов о корпус частиц пыли и небольших камней, в потоке которых летела комета. На аудиозаписи слышны 5 тыс. ударов, зафиксированных за 11 минут — столько времени аппарат и комета находились максимально близко друг к другу.


Спустя 3,5 года года аппарат «Филы» с зонда «Розетта» высадился на поверхность кометы Чурюмова — Герасименко и с помощью прибора Rosetta Plasma Consortium (RPC) записал колебания электромагнитных волн в магнитном поле кометы. Комета звучит на частоте 40–50 мГц, а человеческое ухо не способно его воспринять. Чтобы сделать излучение слышимым, исследователи с помощью магнитометра транспонировали эти данные в звук, увеличив их частоту в 10 тыс. раз.  В результате получилось странное чириканье и щелчки.


Спустя год астрофизикам удалось понять, почему комета издает такой звук: дело в потоке заряженных частиц (плазмы), которые бомбардируют комету и вызывают необычные вибрации при прохождении через ее магнитное поле.


Возможно, самый жуткий звук из всех, что можно услышать в космосе, — шум черной дыры. Его воссоздал профессор Массачусетского технического университета Эдвард Морган на основе рентгеновского излучения, исходящего от самой большой черной дыры в Млечном пути — GRS 1915+105 в созвездии Орла.


При транспонировании излучения этого микроквазара в звук получается нота си-бемоль, но находится она на 57 октав ниже обычного звучания и на 47 октав ниже уровня, который может воспринимать человек.


В космосе множество загадок, и многие из них связаны с излучением. Например, астрофизики до сих пор не могут понять природу радиовспышек — ярких импульсов радиоизлучения длительностью в несколько миллисекунд.


Они были зафиксированы впервые в 2007 году группой Дункана Лоримера на австралийском телескопе Паркс. При этом наука не могла точно ответить на вопрос, откуда эти сигналы поступают и что является их источником. Ученые выдвигали множество теорий происхождения этого явления — от излучения сильно намагниченными нейтронными звездами в результате взрыва в сверхмассивных черных дырах до сигналов далеких цивилизаций. Однако до сих пор доподлинно известно лишь то, что они не с Земли.


Вероятно, перевод излучения в звук поможет ответить на некоторые вопросы о происхождении этого и многих других явлений, а мы услышим еще более странные и таинственные звуки Вселенной.

Звук в космосе? | PhysicsCentral

Голливудские режиссеры любят использовать звуковые эффекты в космосе для создания драматичности, но возможны ли эти звуки на самом деле? Эта демонстрация исследует возможность звука в космосе и способы общения с астронавтами на Международной космической станции.

Что вам понадобится

  • Пустая Snapple © бутылка
  • совпадений
  • Колокольчик
  • Прихватка / липкая лента
  • Палочка для мороженого / любая короткая жесткая палочка

Что делать

Возьмите маленький колокольчик и прикрепите его к палочке для мороженого.Присоедините противоположный конец палки к нижней части крышки бутылки Snapple. Встряхните крышку бутылки, чтобы звонок по-прежнему издавал слышимый звон. Теперь закрутите бутылку крышкой и встряхните. В этот момент вы должны услышать звон колокольчика внутри бутылки.

Отвинтите крышку и снимите колпачок с бутылки. Зажгите две спички и бросьте их в бутылку. Как только спички упадут, закрутите бутылку крышкой и колокольчиком. Подождите, пока спички погаснут, а бутылка остынет, если она горячая.Затем еще раз встряхните бутылку. Звонок должен быть намного тише, чем раньше — если он вообще слышен.

Что происходит?

В отличие от света, звук требует прохождения среды. Это просто означает, что для того, чтобы слышать звук, должно быть что-то, через что он может пройти. Звук распространяется за счет вибрации частиц в среде, так что они сталкиваются друг с другом. Когда вибрации частиц достигают вашего уха, ваша барабанная перепонка принимает вибрации, которые затем интерпретируются мозгом как звук.

В космическом вакууме нет (или очень, очень мало) частиц, которые могут колебаться, поэтому звук не может проходить через эту среду. Вы можете подумать, что это представляет собой коммуникационную головоломку для НАСА: как мы можем разговаривать с астронавтами, которые находятся на орбите Земли? Решение — радиоволны. Радиоволны прекрасно проходят через вакуум, потому что они представляют собой тип электромагнитной волны (света), а электромагнитным волнам не нужна среда для прохождения. Точно так же мы все еще можем видеть свет, излучаемый Солнцем, даже если между Солнцем и Землей находится вакуум.

Когда зажженные спички опускаются в бутылку и бутылка закрывается, огонь расходует кислород, который находится в бутылке. Без большей части исходного кислорода в бутылке внутри бутылки образуется частичный, хотя и несовершенный вакуум. Из-за этого вакуума вы больше не можете слышать звон колокольчика, пока не позволите воздуху проникнуть в бутылку.

Что изменилось. . .

  • Если в бутылке больше спичек? Будет ли слышен звонок еще труднее, или спички только быстрее сжигают кислород?
  • После того, как спички горят.Имеет ли значение, насколько горячая или холодная бутылка для улучшения эффекта вакуума?

— Мэтью Гошевски

Звук в вакуумном насосе | Звуки вакуумного насоса

Учитывая то, что сейчас в мире происходит много серьезных событий, мы подумали, что нужно немного развлечься и немного повеселиться с вакуумом! Было много предположений о том, что происходит с такими объектами, как звук, когда они находятся в условиях низкого / полного отсутствия воздуха в вакууме. Может ли звук существовать в вакууме?

Немного справочной информации

Звук возникает, когда частицы в определенной среде (например, в воздухе или воде) вибрируют.Вибрирующий источник передает вибрации на окружающее твердое тело, жидкость или газ. Возникающие в результате вибрации создают различные области давления, сжимая и разжимая частицы в среде. Благодаря этому процессу сжатия и декомпрессии звуковые волны проходят через среду. Во время распространения звука частицы среды воспринимают эти колебания и передают их окружающим частицам, позволяя звуку распространяться.

Так что же происходит со звуком в вакууме?

В вакууме нет (или очень мало) частиц, которые могут передавать и переносить колебания, поэтому звук не может распространяться.Самый известный пример почти вакуума — космическое пространство. Технически космос не совсем пустой, и в нем есть газообразные частицы, через которые может распространяться звук. Однако эти газы намного менее плотны, чем газы в атмосфере Земли, а это означает, что в космосе меньше частиц на единицу объема. Итак, хотя звук движется в пространстве, наши уши недостаточно чувствительны, чтобы его уловить. Таким образом, люди считают пространство беззвучным.

Посмотрите этот исторический эксперимент со звуком в колпаке.Это будет ближайшим примером того, что происходит в космосе. Этот простой эксперимент был впервые проведен в 1705 году.

Музыка в космосе?

В последние годы освоения космоса космические корабли и космонавты отправили в космос музыку различных типов, чтобы потенциально общаться с другими формами жизни. Вы можете спросить, почему, если музыку он не слышит. Ответ — электромагнитные волны. ЭМ волнам (свету) не нужна среда для прохождения. Все, что связано с телекоммуникациями, является хорошим примером этих волн.Поскольку они могут легко распространяться и отслеживаться как звук, ученые нашли способ преобразовать звук в электромагнитные волны, чтобы музыка могла свободно перемещаться по Вселенной. Теперь следующий вопрос: есть ли у других форм жизни в космосе уши, чтобы слышать, но сегодня мы не будем вдаваться в подробности.

Заключение

Как и большинство вещей на Земле и во Вселенной, любой вакуум не идеален на 100%, поэтому звук технически может перемещаться. Но наши человеческие уши недостаточно чувствительны, чтобы это слышать.Что, конечно, вызывает вечные философские затруднения: «Если дерево упадет в лесу и никто его не услышит, издает ли оно звук?» Хороший вопрос!

Звук как механическая волна

Звук и музыка — это части нашего повседневного чувственного опыта. Как у людей есть глаза для обнаружения света и цвета, так и у нас есть уши для обнаружения звука. Мы редко уделяем время размышлениям о характеристиках и поведении звука, а также о механизмах, с помощью которых звуки производятся, распространяются и обнаруживаются.Основой понимания звука, музыки и слуха является физика волн. Звук — это волна, которая создается вибрирующими объектами и распространяется через среду из одного места в другое. В этом разделе мы исследуем природу, свойства и поведение звуковых волн и применим основные волновые принципы для понимания музыки.

Как обсуждалось в предыдущем разделе Учебника по физике, волну можно описать как возмущение, которое распространяется через среду, перенося энергию из одного места в другое.Среда — это просто материал, через который движется возмущение; его можно представить как серию взаимодействующих частиц. Пример обтягивающей волны часто используется, чтобы проиллюстрировать природу волны. Возмущение обычно возникает внутри обтяжек из-за возвратно-поступательных движений первой катушки обтяжек. Первая катушка возмущается и начинает толкать или тянуть вторую катушку. Это толкание или притяжение второй катушки сместит вторую катушку из ее положения равновесия.Когда вторая катушка смещается, она начинает толкать или тянуть третью катушку; толкание или притяжение третьей катушки смещает ее из положения равновесия. Когда третья катушка смещается, она начинает толкать или тянуть четвертую катушку. Этот процесс продолжается последовательно, при этом каждая отдельная частица вытесняет соседнюю частицу. Впоследствии возмущение распространяется через обтяжку. Когда возмущение перемещается от катушки к катушке, энергия, первоначально введенная в первую катушку, переносится по среде из одного места в другое.

Звуковая волна по своей природе похожа на обтягивающую волну по множеству причин. Во-первых, существует среда, которая переносит помехи из одного места в другое. Обычно такой средой является воздух, хотя это может быть любой материал , такой как вода или сталь. Среда — это просто набор взаимосвязанных и взаимодействующих частиц. Во-вторых, есть изначальный источник волны, какой-то вибрирующий объект, способный вызвать возмущение первой частицы среды.Помехи могут быть вызваны вибрирующими голосовыми связками человека, вибрирующей струной и декой гитары или скрипки, вибрирующими зубцами камертона или вибрирующей диафрагмой радиодинамика. В-третьих, звуковая волна переносится из одного места в другое посредством межчастичного взаимодействия. Если звуковая волна движется через воздух, тогда, когда одна частица воздуха смещается из своего положения равновесия, она оказывает давление или притяжение к своим ближайшим соседям, заставляя их смещаться из положения равновесия.Это взаимодействие частиц продолжается по всей среде, при этом каждая частица взаимодействует и вызывает возмущение своих ближайших соседей. Поскольку звуковая волна — это возмущение, которое переносится через среду через механизм межчастичного взаимодействия, звуковая волна характеризуется как механическая волна.

Производство и распространение звуковых волн

Создание и распространение звуковых волн часто демонстрируется в классе с помощью камертона.Камертон — это металлический предмет, состоящий из двух зубцов, способных вибрировать при ударе резиновым молотком или молотком. Когда зубцы камертона колеблются взад и вперед, они начинают мешать окружающим молекулам воздуха. Эти возмущения передаются соседним молекулам воздуха по механизму взаимодействия частиц. Движение возмущения, возникающее на зубцах камертона и распространяющееся через среду (в данном случае воздух), называется звуковой волной. Генерация и распространение звуковой волны показано на анимации ниже.

Камертоны для демонстрации многих физики установлены на звуковой коробке. В таких случаях вибрирующий камертон, подключенный к звуковому ящику, приводит звуковой ящик в колебательное движение. В свою очередь, звуковая коробка, будучи связана с воздухом внутри нее, приводит воздух внутри звуковой коробки в колебательное движение. Когда зубцы камертона, структура звукового ящика и воздух внутри звукового ящика начинают вибрировать с одной и той же частотой, звук становится громче.Фактически, чем больше частиц можно заставить вибрировать, тем громче или сильнее усиливается звук. Эта концепция часто демонстрируется размещением вибрирующего камертона напротив стеклянной панели диапроектора или деревянной двери шкафа. Вибрирующий камертон приводит стеклянную панель или деревянную дверь в колебательное движение, что приводит к усилению звука.

Мы знаем, что камертон вибрирует, потому что мы слышим звук, производимый его вибрацией.Тем не менее, мы фактически не видим никаких вибраций зубьев. Это потому, что зубья вибрируют с очень высокой частотой. Если используемый камертон соответствует середине C на клавиатуре фортепиано, то зубцы вибрируют с частотой 256 Гц; то есть 256 колебаний в секунду. Мы не можем визуально обнаружить вибрации такой высокой частоты. Обычная демонстрация физики включает замедление вибраций с помощью стробоскопа. Если стробоскоп испускает вспышку света с частотой 512 Гц (в два раза больше частоты камертона), то можно наблюдать, как камертон движется вперед и назад.Когда комната затемнена, стробоскоп позволит нам увидеть положение зубцов два раза в течение их колебательного цикла. Таким образом, мы увидим зубцы, когда они смещены далеко влево, и снова, когда они смещены далеко вправо. Это было бы убедительным доказательством того, что зубцы камертона действительно вибрируют, производя звук.

В предыдущем разделе Учебного пособия по физике проводилось различие между двумя категориями волн: механическими волнами и электромагнитными волнами.Электромагнитные волны — это волны, которые имеют электрическую и магнитную природу и могут распространяться в вакууме. Электромагнитным волнам не требуется среда для передачи своей энергии. Механические волны — это волны, которым требуется среда для передачи энергии из одного места в другое. Поскольку механические волны полагаются на взаимодействие частиц для передачи своей энергии, они не могут перемещаться через области пространства, лишенные частиц. То есть механические волны не могут проходить через вакуум.Эта особенность механических волн часто демонстрируется на уроках физики. Звонок помещается в банку, и воздух из нее откачивается. Как только воздух будет удален из банки, звук колокольчика больше не будет слышен. Видно, как хлопушка ударяет в колокол; но звук, который он производит, нельзя услышать, потому что внутри сосуда нет частиц, переносящих возмущение через вакуум. Звук — это механическая волна, которая не может распространяться в вакууме.

Проверьте свое понимание

1.Звуковая волна отличается от световой волны тем, что звуковая волна равна

.

а. создается колеблющимся объектом, а световая волна — нет.

г. не может путешествовать в вакууме.

г. не способна к дифракции, а световая волна.

г. способны существовать с множеством частот, а световая волна имеет единственную частоту.

Sound: Facts (Science Trek: Idaho Public Television)

См. 10 основных вопросов

Что такое звук?

Звук — это вид энергии, возникающий при вибрации чего-либо.Когда эта вибрация достигает уха, она преобразуется в то, что мы воспринимаем как звук. Звуковая вибрация должна проходить сквозь материю. Обычно это воздух. Когда вы говорите другу «Привет», части воздуха (называемые молекулами) вибрируют небольшими волнами, которые перемещаются к другу, и они слышат слово «Привет».

Звук может также распространяться через другие материи. Нажмите на стол. Ты слышал это? Ваше постукивание заставило волны пройти через материал стола, а затем по воздуху к вашим ушам.

Попросите друга коснуться верхней части стола, пока вы нажимаете. Они также могут чувствовать волны.

Звук не может проходить через вакуум. Вакуум — это область без воздуха, как и космос. Итак, звук не может перемещаться в пространстве, потому что вибрации не работают.

Звук распространяется волнами!

Звуковые волны обычно проходят через воздух или воду, но они также могут проходить через твердые тела, такие как стены или мебель. Звуковые волны используют материю для перемещения вибраций.

Как работают вибрации?

Вся материя состоит из маленьких частиц, называемых молекулами.

Когда создается звук, молекулы сталкиваются друг с другом в виде узора. Эти молекулы сталкиваются со следующим набором молекул, которые, в свою очередь, сталкиваются со следующими молекулами. Это продолжается до тех пор, пока не закончится энергия. Если вы когда-нибудь бросали камень в пруд, вы видели кольца водных волн, которые исходят от места, где камень приземлился. Это похоже на то, как распространяются звуковые волны.

Частота

Все звуковые волны движутся так же, как волна в воде. Есть высокие точки, известные как гребни, и низкие точки, называемые впадинами. Расстояние между гребнем и следующим гребнем называется частотой. Количество гребней, которые проходят через заданную точку за секунду, называется частотой. Для человеческого уха мы воспринимаем это как смолу. Крик ребенка, например, имеет высокий тон, потому что волны движутся быстро.

Большой барабан будет издавать тихий звук, потому что волны движутся медленно.Все ноты на фортепиано звучат по-разному, потому что каждая из них вибрирует с разной частотой.

Амплитуда

Поскольку звуковые волны представляют собой своего рода энергию, они также оказывают определенное давление на барабанную перепонку, которая их принимает. Это давление можно измерить как объем или амплитуду. Если бы вы могли посмотреть на звуковую волну, вы бы увидели, что гребни становятся выше по мере увеличения амплитуды. Более громкие звуки имеют большую амплитуду. Узнайте больше об амплитуде и звуковых волнах.

Эхо

Эхо — это отражение звуковых волн, отражающихся от поверхности и возвращающихся к отправителю. Эхо часто можно услышать в спортзале, каньоне или концертном зале. Звуковые волны должны иметь какой-то объект, от которого можно отразиться, и чем больше, тем лучше. Таким образом, стены каньона создают отличную поверхность для ударов волн, а через несколько минут возвращаются, чтобы их можно было услышать как эхо.

децибел

Громкость звука измеряется в децибелах.Взгляните на эту таблицу, чтобы сравнить амплитуду обычных повседневных звуков.

Использование звука

Люди и животные используют звук для общения и как инструмент.

Эффект Доплера

Когда звук распространяется, может иметь место любопытный эффект. Все мы слышали звук проезжающего поезда или пожарную машину с криком сирены. Когда звук находится на расстоянии, он имеет одну высоту тона, но по мере приближения высота звука повышается.Действительно ли звук движущегося объекта меняется? Нет, звуковые волны, создаваемые поездом или пожарной машиной, не влияют на людей, которые едут в транспортных средствах. Они меняются только для сторонних наблюдателей, когда автомобиль приближается, а затем проходит мимо. Это изменение называется эффектом Доплера. Он был назван в честь открывшего его австрийского физика Кристиана Иоганна Доплера.

Эффект Доплера возникает, когда звуковые волны от движущегося объекта движутся к наблюдателю. По мере того, как объект приближается к наблюдателю, расстояние между ними сокращается.Поскольку это расстояние уменьшается, звуковые волны сжимаются между ними. По мере того, как объект движется мимо наблюдателя, расстояние увеличивается, и звуку требуется больше времени, чтобы добраться до него. Тогда звук кажется тише. Фактическая частота звуковой волны на самом деле никогда не меняется; это просто так кажется наблюдателю.

Посмотрите эту анимацию, чтобы лучше понять эффект Доплера.

Молния и гром

Молния — это свет, создаваемый статическим зарядом — световой волной.Гром — это звук, создаваемый быстрым движением нагретого воздуха — звуковая волна.

Свет движется со скоростью 186 000 миль в секунду (299792,458 км / с). Скорость звука может варьироваться в зависимости от многих свойств, включая температуру и влажность, но 760 миль в час (340 м / с) в обычный весенний день широко распространены.

Это в основном означает, что свет может распространяться быстрее звука или что сначала будет наблюдаться вспышка молнии, а звук будет слышен после вспышки.Чтобы узнать, как далеко от вас находится освещение, посчитайте секунды от вспышки до звука. Затем разделите количество секунд на 5, чтобы определить, на каком расстоянии в милях ударила молния. Посетите этот сайт Национальной метеорологической службы для получения дополнительной информации.

Как мы слышим?

Предоставлено NDT Education Resource Center

Слушание — это все о вибрациях звука, когда они достигают наших ушей. Внутри внешнего уха — или той части, которую мы все видим — есть сложная серия частей уха, которые также вибрируют, когда на них попадает звук.Барабанная перепонка — это часть в форме барабана, которая вибрирует вместе со звуковыми волнами, когда они попадают в нее. За барабанной перепонкой находится деталь в форме улитки, которая также регулирует баланс, называемая улиткой, и три маленькие кости: молоток, наковальня и стремени. По мере того как звуковые колебания проходят по этому маршруту частей уха, они передаются от части к части, пока не посылают сигналы в нервы, которые передают сообщение в мозг.

Узнайте больше о звуке и наших ушах на сайте KidsHealth. И обязательно загляните на сайт Science Trek’s Hearing.

Анатомия электромагнитной волны

Энергия, мера способности выполнять работу, имеет множество форм и может трансформироваться из одного типа в другой. Примеры накопленной или потенциальной энергии включают батареи и воду за плотиной. Движущиеся объекты являются примерами кинетической энергии. Заряженные частицы, такие как электроны и протоны, при движении создают электромагнитные поля, и эти поля переносят энергию, которую мы называем электромагнитным излучением или светом.

Что такое электромагнитные и механические волны?

Механические волны и электромагнитные волны — два важных способа передачи энергии в окружающем нас мире.Волны в воде и звуковые волны в воздухе — два примера механических волн. Механические волны вызываются возмущением или вибрацией в веществе, будь то твердое тело, газ, жидкость или плазма. Материя, через которую распространяются волны, называется средой. Волны на воде образуются из-за колебаний жидкости, а звуковые волны из-за колебаний в газе (воздухе). Эти механические волны проходят через среду, заставляя молекулы сталкиваться друг с другом, как падающие домино, передавая энергию от одного к другому.Звуковые волны не могут распространяться в космическом вакууме, потому что нет среды для передачи этих механических волн.

Классические волны передают энергию, не перемещая материю через среду. Волны в пруду не переносят молекулы воды с места на место; скорее энергия волны проходит через воду, оставляя молекулы воды на месте, как жук, покачивающийся на волнах в воде.

Когда воздушный шар трется о шевелюру, создается астатический электрический заряд, заставляющий отдельные волоски отталкиваться друг от друга.Предоставлено: имбирный мясник

.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ

Электричество может быть статическим, как энергия, от которой волосы встают дыбом. Магнетизм также может быть статическим, как в магните холодильника. Изменяющееся магнитное поле вызовет изменяющееся электрическое поле, и наоборот — они связаны. Эти изменяющиеся поля образуют электромагнитные волны. Электромагнитные волны отличаются от механических волн тем, что для их распространения не требуется среда. Это означает, что электромагнитные волны могут распространяться не только через воздух и твердые материалы, но и через космический вакуум.

В 1860-х и 1870-х годах шотландский ученый по имени Джеймс Клерк Максвелл разработал научную теорию, объясняющую электромагнитные волны. Он заметил, что электрические и магнитные поля могут соединяться вместе, образуя электромагнитные волны. Он суммировал эту взаимосвязь между электричеством и магнетизмом в то, что теперь называется «уравнениями Максвелла».

Генрих Герц, немецкий физик, применил теории Максвелла для получения и приема радиоволн.Единица частоты радиоволны — один цикл в секунду — названа герцем в честь Генриха Герца.

Его эксперимент с радиоволнами решил две проблемы. Во-первых, он продемонстрировал на бетоне то, что Максвелл только предположил — что скорость радиоволн равна скорости света! Это доказало, что радиоволны были формой света! Во-вторых, Герц узнал, как заставить электрические и магнитные поля отделяться от проводов и становиться свободными, как волны Максвелла — электромагнитные волны.

ВОЛНЫ ИЛИ ЧАСТИЦЫ? ДА!

Свет состоит из дискретных пакетов энергии, называемых фотонами. Фотоны обладают импульсом, не имеют массы и движутся со скоростью света. Любой свет обладает как частицами, так и волнообразными свойствами. Как устроен инструмент для восприятия света, влияет на то, какие из этих свойств наблюдаются. Инструмент, который преломляет свет в спектр для анализа, является примером наблюдения волнообразного свойства света. Подобная частицам природа света наблюдается с помощью детекторов, используемых в цифровых камерах — отдельные фотоны высвобождают электроны, которые используются для обнаружения и хранения данных изображения.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ

Одно из физических свойств света — то, что он может быть поляризованным. Поляризация — это измерение выравнивания электромагнитного поля. На рисунке выше электрическое поле (выделено красным) вертикально поляризовано. Представьте, что вы бросаете фрисби в частокол. В одной ориентации он пройдет, в другой — отвергнут. Это похоже на то, как солнцезащитные очки могут устранять блики, поглощая поляризованную часть света.

ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭНЕРГИИ

Термины свет, электромагнитные волны и излучение относятся к одному и тому же физическому явлению: электромагнитной энергии.Эту энергию можно описать частотой, длиной волны или энергией. Все три связаны математически, так что если вы знаете одно, вы можете вычислить два других. Радио и микроволны обычно описываются с точки зрения частоты (герцы), инфракрасного и видимого света с точки зрения длины волны (метры), а рентгеновские лучи и гамма-лучи с точки зрения энергии (электрон-вольт). Это научное соглашение, которое позволяет удобно использовать единицы с не слишком большими и не слишком маленькими числами.

ЧАСТОТА

Число гребней, которые проходят заданную точку в течение одной секунды, описывается как частота волны.Одна волна — или цикл — в секунду называется Герцем (Гц) в честь Генриха Герца, который установил существование радиоволн. Волна с двумя циклами, которая проходит точку за одну секунду, имеет частоту 2 Гц.

ДЛИНА ВОЛНЫ

У электромагнитных волн есть гребни и впадины, похожие на гребни и впадины океанских волн. Расстояние между гребнями — это длина волны. Самые короткие длины волн — это всего лишь доли размера атома, в то время как самые длинные волны, изучаемые в настоящее время учеными, могут быть больше диаметра нашей планеты!

ЭНЕРГИЯ

Электромагнитная волна также может быть описана с точки зрения ее энергии — в единицах измерения, называемых электрон-вольтами (эВ).Электрон-вольт — это количество кинетической энергии, необходимое для перемещения электрона через потенциал в один вольт. Двигаясь по спектру от длинных волн к коротким, энергия увеличивается по мере того, как длина волны укорачивается. Представьте себе скакалку, концы которой тянутся вверх и вниз. Чтобы веревка имела больше волн, требуется больше энергии.

Начало страницы | Далее: Wave Behaviors


Цитирование
APA

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Управление научных миссий.(2010). Анатомия электромагнитной волны. Получено [вставить дату — например, 10 августа 2016 г.], с веб-сайта NASA Science: http://science.nasa.gov/ems/02_anatomy

MLA

Управление научной миссии. «Анатомия электромагнитной волны» NASA Science . 2010. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. [вставить дату — например, 10 августа 2016 г.] http://science.nasa.gov/ems/02_anatomy

Распространяется ли звук в космосе быстрее?

Звук распространяется в космосе быстрее? | Научные вопросы с удивительными ответами

Категория: Космос Опубликовано: 14 февраля 2013 г.

Изображение из общественного достояния, источник: НАСА.

Звук вообще не распространяется в космосе. В космическом вакууме практически отсутствует воздух. Поскольку звук — это просто вибрация воздуха, в космосе нет воздуха, который мог бы вибрировать, и, следовательно, звука. Если вы сидите на космическом корабле, а другой космический корабль взрывается, вы ничего не услышите. Взрывающиеся бомбы, падающие астероиды, сверхновые звезды и горящие планеты также будут бесшумны в космосе. На космическом корабле вы, конечно, можете слышать других пассажиров, потому что ваш корабль наполнен воздухом. Кроме того, живой человек всегда сможет слышать, как он говорит, дышит и циркулирует кровь, потому что воздух в его скафандре, который поддерживает его жизнь, также излучает звук.Но два астронавта в космических скафандрах, плавающие в космосе, не смогут разговаривать друг с другом напрямую, как бы сильно они ни кричали, даже если они находятся всего в нескольких сантиметрах от них. Их неспособность разговаривать напрямую связана не с тем, что им мешают шлемы, а скорее с тем, что космический вакуум вообще не несет звука. Поэтому скафандры оснащены двусторонней радиосвязью. Радио — это форма электромагнитного излучения, подобная свету, и поэтому оно прекрасно может путешествовать в космическом вакууме.Передатчик астронавта преобразует звуковую волну в радиоволны и отправляет радиоволны через космос другому астронавту, где они преобразуются обратно в звук, чтобы другой человек мог их услышать. Я подозреваю, что индустрия развлечений изображает этот принцип неправильно, чтобы добиться драматического эффекта. Беззвучный взрывающийся космический корабль не так драматичен, как взрывающийся.

Темы:
воздух, звук, звук в космосе, космический фильм, скорость звука, вакуум

В космосе никто не слышит, как ты кричишь… или нет?

Плазма, барабанные перепонки размером с планету и сомнения в мудрости вашего школьного учителя физики! Мартин Арчер объясняет увлекательный мир звука и пространства.

Есть ли звук в космосе? Если вы поверили рекламе фильма «Чужой» или, возможно, даже своему учителю физики в школе, вы могли бы подумать, что ответ однозначно отрицательный. Распространенное объяснение этого состоит в том, что пространство — это вакуум, и поэтому нет среды для распространения звука … за исключением того, что пространство никогда не бывает полностью пустым!

Природа не терпит вакуума, и кажущееся пустым пространство в нашей солнечной системе между планетами заполнено частицами, которые улетели с Солнца, называемыми солнечным ветром (рис. 1).Это правда, что в космосе намного меньше частиц, чем в воздухе. Здесь, на земле, каждый кубический сантиметр воздуха (размером с кубик сахара) содержит около 25 000 000 000 000 000 000 молекул. Напротив, в солнечном ветре в среднем вы найдете всего пять протонов в одном и том же объеме — почти полностью пустые для сравнения, но не совсем.

Рисунок 1: Художники, изображающие солнечный ветер. Изображение любезно предоставлено НАСА Годдард.

Обратите внимание, как я говорю протоны, потому что пространство (например, 99.9% всей видимой Вселенной) заполнено не газом, а плазмой: другое состояние материи, состоящей из свободно текущих заряженных частиц (рис. 2). Эти заряженные частицы означают, что плазма может обладать некоторыми различными свойствами, например, они могут генерировать электрические и магнитные поля и влиять на них, что может придавать некоторые дополнительные свойства звукам в космосе.

Рисунок 2: Состояния вещества. Изображение любезно предоставлено VectorMine.

По сути, звуковые волны — это колебания давления, которые проходят через среду, в которой они находятся.В случае с газами, с которыми мы больше всего знакомы, это приводит к серии сжатий, когда молекулы расположены ближе друг к другу, и разрежениям, когда они находятся дальше друг от друга, вызванным самими молекулами, движущимися вперед и назад и эффективно давящими на них. друг друга через общие изменения давления.

Кажется, нам довольно удобно называть сейсмические волны в земле (или на самом деле любые твердые тела) звуковыми волнами. Технически только первичные (или P) волны похожи на звук в газе, с той особенностью, что сжатия и разрежения передаются через атомные связи, составляющие твердое тело, и сильно зависят от свойств материала.Напротив, звуковые волны в космической плазме на самом деле гораздо больше похожи на обычный звук, чем на эти P-волны — они тоже просто волны давления, с той лишь разницей, что магнитные поля в плазме тоже имеют собственное давление, поэтому мы называем их магнитозвуковыми волнами (рис. 3). .

Рисунок 3: Иллюстрация магнитозвуковой волны. Изображение любезно предоставлено Шведским институтом космической физики.

Также, как сейсмические волны, которые имеют вторичные (или S) волны, основанные на касательных напряжениях, в космосе вы можете получить родственный тип, известный как волны Альфвена, которые можно рассматривать как волны на струне, которые в данном случае магнитное поле.Оказывается, существует масса других типов волн, возможных в плазме, которые были популяризированы такими организациями, как НАСА, но они больше управляются присутствующими электрическими полями, поэтому они гораздо меньше похожи на звуковые волны, чем на магнитозвуковые и альфвеновские волны. То, что звук может существовать в космосе, не означает, что вы сможете его услышать, если подвергнете ухо воздействию вакуума.

«То, что звук может существовать в космосе, не означает, что вы сможете его услышать, если подвергнете ухо воздействию вакуума»

Изменение давления с одной атмосферы на давление в космосе значительно превышает предел, с которым может справиться ваша барабанная перепонка, а это означает, что она может лопнуть.Даже если бы он не лопнул, изменения давления этих звуков слишком слабы, чтобы можно было двигать барабанной перепонкой — мы говорим о миллиардных долях Паскаля или, что эквивалентно, минус 100 дБ уровня звукового давления; так тихо, что вам понадобится барабанная перепонка размером с планету. Мало того, мы столкнемся с другой проблемой, заключающейся в том, что даже если бы звуки могли двигать нашими барабанными перепонками, мы все равно не смогли бы их воспринимать. Слуховой диапазон человека составляет примерно от 20 до 20 000 Гц, тогда как эти звуки находятся в так называемом диапазоне сверхнизких частот (УНЧ) примерно в 20 тысяч раз ниже по высоте, порядка миллигерц.

Причина этого в том, что пространство настолько пусто — вам, по сути, нужны гораздо большие волны, чтобы иметь такое же количество частиц в пределах этого размера, что и в воздухе, и это снижает частоту звуков. Однако есть способ услышать эти звуки. Наши спутниковые миссии, которые следят за космической средой Земли, оснащены очень чувствительными приборами, которые способны измерять движение этих частиц или, что то же самое, их влияние на магнитное поле в космосе.

Усиливая эти спутниковые записи и резко ускоряя их воспроизведение, мы можем преобразовать эти волны так, чтобы они попадали в слышимый диапазон, чтобы мы могли их слушать. На самом деле, прослушивание этих волн тоже нам удивительным образом помогло. Что касается космической науки, группа школьников, с которыми мы работали, выделила серию « свистящих » звуков с уменьшающейся высотой звука в данных, которых мы не ожидали, что оказалось частью процесса, который магнитный экран Земли использует для восстановиться после солнечных бурь (рис.