РИА Новости/Файед Эль-Гезири
Нас везде окружают волны – световые, звуковые, магнитные. Человечество уже долгое время пытается "приручить" их для полезного использования.
Как при помощи ультразвука можно можно создать более прочный металл или вернуть слепым зрение? А как определенный цветовой спектр излучения может помочь нам лучше высыпаться и встречать утро бодрым и полным сил?
Об этом рассказывает программа "Наука и техника" с Михаилом Борзенковым на РЕН ТВ.Почему у человека возникает страх внутри пирамиды
Несколько лет назад группа исследователей из России и Германии пыталась обнаружить скрытые комнаты в пирамиде Хеопса – одного из самых древних сооружений на планете.
Ученые буквально атаковали уцелевшее чудо света радиоволнами и с удивлением обнаружили: внутренние ходы пирамиды передают колебания воздуха в определенной последовательности.
"Пирамиды спроектированы так, что внутри них зарождаются низкочастотные волны – инфразвук. Он вызывает у человека чувство страха, оторванности от реальности. Возможно, пирамиды использовались жрецами для ритуалов, чтобы достигать измененного состояния сознания и связываться с богами", – рассказал доцент физического факультета Бостонского колледжа Ян Жэнь.
Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ Волны могут как навредить, так и помочь человеку
Волны окружают нас повсюду. В виде звука – акустические. Им для распространения нужна так называемая упругая среда – твердая, жидкая или газообразная.
- В вакууме нет частиц для передачи колебаний, поэтому там звуковых волн нет.А вот электромагнитное излучение – свет от Солнца – прекрасно распространяется в безвоздушном пространстве. Благодаря ему мы видим этот мир.
Но какая сила скрыта внутри волн?
"Акустическая волна в зависимости от ее громкости может как оглушить человека, так и ввести его в какой-либо транс. Что касается более коротких волн, например, рентгеновские уже имеют пагубное влияние на человека. Из-за того, что волна имеет очень короткую длину, она может проникать в организм человека, тем самым разрушая клетки и целостные органы", – пояснил инженер-исследователь лаборатории физики нейроморфных вычислительных систем РТУ МИРЭА Евгений Жеремов.
Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ Укрощением "строптивых" волн заняты ученые по всему миру. Как им удается подчинить их силу?
Ультразвуком можно поднять объекты в воздух, убрать ржавчину и разбить камни в почках
С помощью акустики действительно можно перемещать предметы. Эту суперсилу волн использовали японские ученые – они соорудили "левитатор".
Ученые Токийского университета построили полусферу, внутри которой установили множество динамиков. Затем опустили в это устройство небольшой шарик из полистирола и выкрутили звук на полную мощность.
"Мы использовали ультразвук. Его испускали несколько десятков небольших преобразователей. Каждым мы могли управлять в отдельности, у каждого были своя частота и амплитуда. Мы создали слаженный ультразвуковой оркестр. Он поднял шарик в воздух. Частота волн колебалась от 20 до 100 тысяч герц", – рассказал президент Токийского университета Теруо Фудзи.
Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ Но сила колебания этих волн столь высока, что с помощью них даже:
- счищают ржавчину,удаляют загрязнения с одежды,мало того, ультразвуком дробят камни в почках.
Поистине разрушительная сила волны.
Радар обнаружит первые признаки повреждения зданий
Дом в Индии развалился не от звуковых волн. Причиной стали многочисленные трещины. Добил постройку сильный дождь, буквально размыв его на кусочки. Предотвратить подобные разрушения помогут микроволны.
Радар не замажет трещины, но обнаружит их на ранней стадии. Прибор собрали инженеры Национальной лаборатории Окридж. Он сканирует бетон, дерево и замечает малейшее изменение уровня влажности.
Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ "Для дерева существует всего два вида приборов: либо с двумя "щупами", которые нужно воткнуть в дерево, тем самым повредив его, либо бесконтактные, но они должны плотно соприкасаться с поверхностью. Мы собрали бесконтактный радар, который способен пробиться сквозь обшивку стен и измерить уровень влажности скрытых за гипсокартоном деревянных элементов. Точность измерений – 97%", – пояснил директор национальной лаборатории Окриджа Стивен Стрейффер.
Звуковые волны упрочняют структуру металла и предотвращают его коррозию
Сила волн столь велика, что они способны не только предотвращать разрушения, но и укреплять материалы. В России с помощью звуковых волн научились делать прочнее металл.
Так создают лопасти для самолетов и элементы автомобильных двигателей. Инженеры Казанского технического университета впервые в мире предложили дополнить эту технологию звуковыми волнами. Эту разработку уже используют на крупных литейных заводах.
Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ "В литье, когда мы делаем какой-нибудь слиток в большом чане, растут, как в мороженом, кристаллики вытянутой формы. Растут они по градиенту температур, то есть по мере затвердевания изделия. Чтобы избежать роста вот этих кристалликов и анизотропии свойств, в металле используют ультразвук", – рассказал старший преподаватель кафедры "Лазерные и аддитивные технологии" КНИТУ-КАИ им. А. Н. Туполева Сергей Никифоров.
Металлурги обрабатывают расплавленный ультразвуком металл в огромных чанах. Казанские же исследователи применили эту технологию к 3D-принтерам.
"Для плавления мы используем лазер – расплавляем материал, а ультразвук создает так называемую кавитацию. Кавитация – это образование пузырьков, которые пульсируют до наступления определенного момента. Они могут схлопываться до критического диаметра, тем самым измельчая, дробя микроструктуру металла", – добавил доктор технических наук кафедры "Лазерные и аддитивные технологии" КНИТУ-КАИ им. А. Н. Туполева Андрей Горунов.
Высокочастотным волнам по силам вернуть зрение слепым
Но это не вся сила, на которую способен ультразвук. Невероятно, но высокочастотные волны могут даже вернуть слепым людям зрение.
Биоинженеры Университета Южной Калифорнии провели эксперимент на слепых крысах. Перед их глазами разместили датчик, который издавал ультразвук. И в этот момент грызуны начинали видеть.
"Ультразвуковые волны стимулировали работу нейронов в сетчатке глаза. Они буквально "давили" на них, и те начинали посылать в мозг сигналы. В будущем мы планируем встроить устройство в контактные линзы", – пояснила президент Университета Южной Калифорнии Кэрол Фолт.
Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ Сортировка клеток крови ультразвуком ускорит результаты медицинских анализов
А российские физики с помощью звука научились сортировать клетки крови. Это открытие стало настоящей революцией в области диагностики заболеваний.
"Это система микрофлюидного чипа, то есть установка, которая позволяет смешивать жидкости", – рассказал кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник физического факультета Университета ИТМО Михаил Петров.
Смешать, а затем отсортировать: лейкоциты – направо, тромбоциты – налево. Клетки размером в несколько микрометров перемещает ультразвук. До открытия российских ученых это считалось невозможным.
"Наша идея состоит в том, что на объекты типа "сферы" не действует боковая акустическая сила. А вот если объект приобретает продолговатую форму какую-то, тут на него внезапно начинает действовать сила, направленная вбок от направления распространения звука. То есть если у вас звук идет на вытянутый объект, то его будет задувать вбок", – уточнил Петров.
Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ Благодаря ей медицинские анализы в будущем станут дешевле, а их результаты – молниеносными. А как волны способны сделать нас невидимками и избавить от ночных кошмаров?
Обратное преломление света позволит стать человеком-невидимкой
Группа физиков из Японии и Англии недавно "приручила" световые волны. Они сделали то, что еще недавно казалось невозможным – приблизились к тому, чтобы сделать нас невидимыми. Исследователи заставили свет преломиться в обратном направлении.
"Это явление еще в 1967 году предсказал советский физик Виктор Веселаго. В 2000 году в Америке удалось создать искусственный материал, который подтвердил эту гипотезу. Световая волна, проходя сквозь него, поворачивает в противоположную сторону. Но такие материалы сложно изготавливать, и они небольшие по размерам. Нашим физикам удалось добиться этого эффекта с помощью атомов, выстроенных в форме решеток. В будущем это позволит изготавливать линзы и устройства, которые будут делать объекты и даже человека невидимыми", – рассказал вице-канцлер Ланкастерского университета Энди Шофилд.
Кадр из программы "Наука и техника", РЕН ТВ Фантастика. Но до изготовления таких приборов пройдет еще немало времени. А сила волны уже сейчас способна избавить нас от кошмаров – исследователи из США и Южной Кореи научились управлять снами с помощью лампочек.
Синий ночник из Южной Кореи обещает крепкий сон и бодрое пробуждение
С такой лампой не придется часами ворочаться на подушке, считая овец. А проснувшись, вы всегда будете бодры и веселы. Секрет такого ночника – синий свет с определенной длиной волны.
"В лампу встроены два чипа. Один включается ночью. Он излучает волну длиной 480 нанометров, которая повышает уровень мелатонина – гормона сна – на 12%. Второй чип включается перед пробуждением и днем. Он, наоборот, снижает выработку гормона на 20%. И человек чувствует прилив сил", – пояснил профессор школы передовых технологий в области материаловедения университета Кукмин Янджун Квон.
Осталось только наладить массовое производство чудо-ламп, крепкого металла и медицинских приборов, работающих от силы волн – звуковых и световых. И можно больше не волноваться о здоровье, сне и разбитом автомобиле.
Свежие комментарии