Die geluid van druppende water uit die kraan

Onlangs het wetenskaplikes die legkaart agter een van die mees herkenbare en irriterende huishoudelike geluide opgelos: Die geluid van druppende water. Deurslaggewend, Hulle het ook 'n maklike oplossing gevind om dit te stop, En die meeste van ons het die oplossing in ons kombuise gevind. Druppende kraanwetenskaplikes het die legkaart agter een van die mees herkenbare en irriterende huishoudelike geluide opgelos: Die geluid van druppende water. Deurslaggewend, Hulle het ook 'n maklike oplossing gevind om dit te stop, En die meeste van ons het die oplossing in ons kombuise gevind. Met behulp van ultra vinnige kameras en moderne klankopname -tegnieke, navorsers aan die Universiteit van Cambridge het ontdek dat die “plink, plink” klank geproduseer wanneer 'n waterdruppel die oppervlak van 'n vloeistof tref, word nie deur die druppel self veroorsaak nie, maar deur die vibrasie van klein borrels wat onder die wateroppervlak vasgevang is. Die borrels dwing die wateroppervlak om homself te vibreer, ry die lugklank soos 'n suier. Daarby, Die navorsers het bevind dat die verandering van die oppervlakspanning, soos om skottel seep by te voeg, kan die klank blokkeer. Die bevindings is in die vaktydskrif Scientific Reports gepubliseer. Alhoewel mense al geslagte lank wakker word van die geluid van druppende water uit 'n lekkende kraan of dak, Die presiese bron van die klank was nog nooit bekend nie. Dr Anurag Agarwal van die Departement Ingenieurswese van die Universiteit van Cambridge, wat die studie gelei het, gesê: “Daar is baie gedoen oor die fisika van druppels, Maar daar is nie veel op die klank gedoen nie. “Maar danksy moderne video- en klanktegnologie, Ons kan uiteindelik die bron van die klank bepaal, wat ons kan help om dit te stop. "Agarwal is die hoof van die Acoustics Lab en 'n navorser aan die Emmanuel College, wat eers besluit het om die probleem te ondersoek toe hy 'n vriend besoek het wat 'n klein lekkasie in sy dak het. Agarwal se studie het die akoestiek en lugdinamika van lugvaart ondersoek, Huishoudelike toestelle en biomediese toepassings. Hy het gesê: Toe ek wakker word van die geluid van valwater, Ek het daaraan begin nadink. “Die volgende dag, Ek het die kwessie met my vriend en 'n ander besoekende geleerde bespreek, En ons was albei verbaas dat niemand regtig die rede vir die stem beantwoord het nie. "Agarwal het met DR saamgewerk. Peter Jordan van die Universiteit van Poitiers (wat tyd in Cambridge deurgebring het deur 'n Emmanuel College -genootskap) en senior Sam Phillips op 'n eksperiment om die probleem te bestudeer. Hul toestel gebruik 'n ultra-vinnige kamera, mikrofoon en hidrofoon om waterdruppels op te neem wat in die tenk val. Waterdruppels is al meer as 'n eeu 'n bron van nuuskierigheid vir die wetenskaplike gemeenskap: Die vroegste foto's van waterdruppels wat slaan 1908, En sedertdien het wetenskaplikes gesukkel om die bron van die klank te vind. Die hidrodinamika van waterdruppels wat 'n vloeibare oppervlak tref, is welbekend: As 'n waterdruppel 'n oppervlak tref, dit veroorsaak die vorming van 'n holte, wat vinnig terugspring as gevolg van die oppervlakspanning van die vloeistof, wat veroorsaak dat die vloeistofkolom styg. Die holte het te vinnig teruggesak ná die druppel getref, wat veroorsaak dat klein lugborrels onder water vasgevang word. Vorige studies het gedink dat die “Prink” Klank word veroorsaak deur die impak self, holte resonansie of 'n klankveld onder die water wat deur die water voortplant, Maar dit kan nie eksperimenteel bevestig word nie. Navorsers aan die Universiteit van Cambridge het in hul eksperimente gevind, ietwat teen-intuïtief, die aanvanklike spat, Die vorming van 'n holte en die uitwerp van vloeistof is almal effektief stilgemaak. Die bron van die klank is die onderskep borrels. Phillips, Nou 'n PhD -student in die ingenieursafdeling, gesê: “Gebruik hoë-snelheidskameras en mikrofone met 'n hoë sensitiwiteit, Ons kon die eerste keer die ossillasies van borrels direk waarneem, wat toon dat borrels die belangrikste drywer van onderwaterklank is en die unieke 'plink’ Klank aan boord. “Egter, Die klank in die lug is nie net 'n klankveld onderwater wat na die oppervlak voortplant nie, Soos voorheen gedink, Om die “basis” om beduidend te wees, Die vasgevangde lugborrels moet naby die onderkant van die holte wees wat veroorsaak word deur die impak van die herfs. Die borrels dryf dan die ossillasie van die wateroppervlak aan die onderkant van die holte, Soos 'n suier wat klankgolwe in die lug stuur. Dit is 'n meer effektiewe meganisme waardeur onderwaterborrels die klankveld in die lug dryf as wat voorheen voorgestel is. Volgens die navorsers, Terwyl die studie uit suiwer nuuskierigheid uitgevoer is, Die resultate kan gebruik word om meer effektiewe maniere te ontwikkel om reënval te meet, of om oortuigende sintetiese klanke vir waterdruppels in speletjies of films te ontwikkel, wat nog nie gerealiseer moet word nie.