Akoestische levitatie

Datum:  Juni 2024

Inleiding:

Sinds ik het effect op YouTube heb gezien wil ik het zelf ook eens proberen. Ik had ooit eens een zelfbouwkitje gekocht maar de componenten waren zo klein dat ik ze niet goed kon solderen. Deze kit kon ik geassembleerd kopen

Materiaal:

  • Mini Ultrasone Levitator Apparaat
    (word geleverd met voedingsbron en een klein schepje)
  • Camera

Uitvoering en resultaten:

  • Plaats het apparaat op een glad oppervlak.
  • Breek een klein stukje piepschuim af
  • Steek de plug in het apparaat en de stekker in het stopcontact
  • Plaats met het bijgeleverde schepje het stukje piepschuim tussen de transducers.
  • Observeer
 

YouTube link: Akoetische levitatie

Discussie:

De methode om objecten te laten zweven m.b.v. geluid noemen we akoestische levitatie. Door twee geluidssprekers tegenover elkaar te plaatsen en geluid te laten uitsturen ontstaan er geluidstrillingen, in de vorm van een staande golf, die zullen zorgen voor drukverschillen met lagedrukzones en hogedrukzones.

Als we een massa in een lagedrukzone plaatsen dan wordt deze op zijn plaats gehouden door de hogedrukzones. Hierdoor blijft de massa zweven. Het samenstel van krachten is schematisch weergegeven in onderstaande figuur.
Als de oriëntatie van de staande golf parallel staat t.o.v. de zwaartekracht zullen delen van de staande golf een constante druk naar beneden gericht en andere delen een druk hebben die naar boven gericht is. Om dit effect te realiseren moet men gebruik maken van ultrageluid, dat voldoende energie bevat.

Opmerkingen:

Literatuur:

  • L. Wortsmann; "Stability of a Particle Levitated in an Acoustic Field"; Acoustic Levitation; 2016.
  • B. Valeur; "Licht en Geluid - Samenspel van twee natuurkundige fenomenen"; Veen; 2012; ISBN 9789085711223.
  • M. Goldsmith; "Sound A Very Short Intrdouction"; Oxford; 2015; ISBN 9780198708445.
  • J.C. ALders; "Ons acoustisch en optisch laboratorium"; Enum; 1948.
  • A. Wood (J. M. Bowsher); "The Physics of Music"; Chapman and Hall; 7de druk; 1977 (1944).

Relevante websites:

Minder relevante websites:

Achtergrondinformatie:
 
Transversale golven zijn golfbewegingen waarbij de uitwijkingen loodrecht op de voortbewegingsrichting plaatsvinden (snaar, watergolven).
 
Longitudinale golven zijn golfbewegingen waarbij de uitwijkingen in de richting van de voortbewegingsrichting plaatsvinden. Bij geluid worden de luchtmoleculen afwisselend samengeperst (overdruk) en uitgerekt (onderdruk) en geven zo in je oor door drukwisselingen het geluidsignaal door.

Bij beide type golven geldt dat de materie die de golf doorgeeft (snaar, water, lucht) zichzelf niet verplaatst. De moleculen bewegen wel op- en neer of van elkaar / naar elkaar maar blijven netto op hun plaats. Alleen het signaal, "de golf", wordt doorgegeven. Geluid bestaat dus uit bewegingsenergie die zich voortbeweegt in de ruimte.

 

17/06/2024