Физика звука
То, о чем не принято говорить
=====================
Передача звука в воздухе происходит за счёт периодического движения сталкивающихся между собой соседних атомов или молекул. Эта звуковая энергия обычно расширяется в месте столкновения и распространяется в виде сферы или принимает форму пузыря, поверхность которого находится в состоянии радиальных колебаний.
Звуковой пузырь расширяется и сжимается с такой же периодичностью, как и источник звука. На сегодняшний день принятая модель звуковой волны является неполной, поскольку она рассматривается синусоидальной амплитудой, выраженной на графике в виде вертикальной оси координат, в в зависимости от времени по горизонтальной оси. Хотя это правильно с точки зрения графического 2D изображения, но это не совсем так, звуковая энергия движется в 3D пространстве.
Звук в воздухе не может распространяться как продольные волны, как это обычно описывается в книгах физики. Звук в воздухе распространяется сферически из-за дифракции, в результате реактивных атомных столкновений. В связи с взаимным воздействием молекул на воздух, инициирующим звуковое поле, компоненты звуковой энергии двигаются во всех направлениях почти одновременно.
КИМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ЗВУКА
Слышимые людьми звуки, как мы поняли, по существу имеют сферическую форму, невидимую в обычных условиях. С использованием технических средств можно получить аналог звука, выраженный в образе формы и требующий пристального изучения.
На мембране можно увидеть звук с помощью твёрдых частиц или воды. Первые эксперименты с латексом, исполняющим роль мембраны, показали, что вода подробней отражает геометрию звука и является предпочтительным средством, так как структура звука может быть отпечатана более детально.
ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ ЗВУК
Сочетание газов, которые мы называем воздух, состоит из отдельных атомов кислорода и азота, а также молекул диоксида углерода. Другие газы присутствуют, но в незначительных концентрациях. Когда звук распространяется в воздухе, каждый атом или молекула, лежащие на пути распространения, участвуют в процессе передачи звуковых данных, которые возникли от источника звука. Звуковая волна принимает форму синусоидального движения атомов и молекул, которые находятся в контакте с источником звука.
Например, если источник звука производит тон одной частоты, то периодические движения каждого атома и молекулы будут иметь такую же периодичность. Если источник звука производит сложный звук, с множеством частот, то атомы и молекулы будут иметь этот же массив периодичности.
Человеческий голос является примером сложного звука, каждый его атом и молекула в газах образуют и передают воздушные множества вибраций, которые описывают уникальность голоса.
Если бы мы могли видеть звук, то перед нами бы представилась музыкальная картина атомов и молекул вибрирующих в унисон.
Таким образом предполагается, что звук имеет голографическую природу. Теоретически, каждая атомная частица в звуковом пузыре содержит все данные об источнике звука.
РАСПРОСТРАНЕНИЕ УЛЬТРАЗВУКА
Ультразвук — это частота выше диапазона человеческого слуха. На частотах выше 20 кГц эффекты дифракции и, следовательно, сферичности не видны. Это происходит за счёт меньшей периодичности диапазона движения в рамках каждого атома или молекулы, в результате которого имеется недостаток энергии, вызывающей дифракцию. Тем не менее, сферичность начинает возвращаться на очень высоких уровнях звукового давления, например, при 130 дБ и выше, потому что уже есть достаточная звуковая энергия вызывающая несколько столкновений.
ПРИРОДА СВЕТА
Видимый свет является электромагнетиком в определённом диапазоне частот, и, хотя точная природа электромагнетизма не известна, учёные предполагают, что это результат возбуждения статического магнетизма, являющийся формой энергии, присущей силовым полям всех атомов. Если силовые поля атома или молекулы сталкиваются, происходит ли передача их периодичности? Такое столкновение можно ли считать как фонон или как звук.
Другим поводом для изучения является создание электромагнетизма. Когда происходят реальные
столкновения между атомами или молекулами (в отличие от упругих столкновений) должно быть высвобождение электромагнитной энергии, как правило это явление классифицируется как фотон или как свет.
Причина, по которой электромагнетизм попадает под синусоидальный закон, в том, что каждая пара сталкивающихся силовых полей сами вибрируют синусоидально из-за колебательного состояния энергии атомов или молекул. Магнитная энергия излучается таким образом, при котором модулируются периодические колебания атомов или молекул.
Частота электромагнетизма в результате столкновения силовых полей определяется не только функцией колебательных энергетических состояний атомов и молекул, но и скоростью столкновения.
Свет создаётся путём атомных столкновений, в которых энергетические состояния атомов или молекул (в сочетании с их скоростью) слишком низки. Чтобы создать видимый свет или инфракрасный свет необходимо ещё более низкое энергетическое состояние частот. Свет, создаваемый атомными столкновениями, в которых энергетические состояния чрезвычайно высоки, создаст рентгеновский и гамма-электромагнетизм.
Несколько столкновений между атомами или молекулами дают результат сферического распространения электромагнетизма. Поводом для сферичности, похожей на звук, служит каждое столкновение, которое имеет эффект диспергирования (дифракции) на близлежащие атомы или молекулы. Таким образом, сферическая природа электромагнетизма является результатом дифракционных эффектов и реактивных атомных столкновений.
