Юный техник, 2015 № 07 - [8]
В литературе также описан опыт, который можно произвести, скажем, в школьном кабинете физики. Если поднести к ультразвуковому генератору полоску бумаги так, чтобы ее свободный конец располагался в 3–5 мм над торцом стержня — излучателя ультразвука, а затем включить генератор, то кончик бумажной полоски под воздействием звуковой волны взовьется вверх и неподвижно зависнет над стержнем.
Осязаемая голограмма воспринимается как поверхность упругого мяча.
ТАКТИЛЬНЫЙ ОБМАН
Мы уже рассказывали вам (см. «ЮТ» № 1 за 2015 г.) об удивительном покрытии, под которым не прощупываются спрятанные предметы. Но это, оказывается, не единственный способ обмануть наши органы чувств. Исследователи теперь способны сделать осязаемыми виртуальные трехмерные изображения — голограммы.
Особенно успешно в этом деле продвинулись ученые Бристольского университета, Британия. На научной конференции SIGGRAPH Asia 2014 (г. Шеныжэнь, Китай), прошедшей в декабре прошлого года, они продемонстрировали технологию, которая генерирует объемную форму, дополняющую изображение 3D-дисплея.
Говоря проще, предложенный метод опять-таки использует ультразвук, который ощущается рукой, как некий предмет. Это происходит потому, что фокусировка сложных ультразвуковых узоров, излучаемых специальным устройством, создает воздушные колебания в виде стоячих волн, о которых говорилось выше. Они как раз и воспринимаются рукой, подобно упругой поверхности резинового мяча.
На основе этой технологии сотрудники компании Ultrahaptics уже создали специальный сенсор Leap Motion. Он позволяет отслеживать положение руки в воздухе и фокусировать ультразвук так, чтобы создавалось ощущение объемного предмета.
УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!
Портрет двуликого фотона
Уже в школе нам рассказывают, что фотон — это частица и в то же время волна. Как это может быть? Недавно ученые впервые сделали снимок, на котором фотон и в самом деле представлен един в двух лицах.
Еще в 1905 году, то есть 110 лет тому назад, известный теоретик Альберт Эйнштейн проводил опыты по наблюдениям фотоэлектрического эффекта, за что впоследствии и был удостоен Нобелевской премии. При этом он обратил внимание, что атомы некоторых металлов испускают свободные электроны под воздействием падающего на них света.
Почему так? Поразмыслив, Эйнштейн пришел к выводу о том, что луч света является не просто волной электромагнитного излучения, а состоит из дискретных «энергетических волновых пакетов», называемых фотонами, которые и сбивают электроны в атомах с их орбит.
Впоследствии этот принцип дуализма, то есть двойственности природы света, закрепился в физике. Однако до последнего времени никому еще не удавалось непосредственно наблюдать фотон в образе волны и частицы. Лишь недавно ученые из Швейцарского федерального политехнического университета Лозанны, Швейцария, используя так называемые поляритоны в ходе достаточно сложного эксперимента, впервые в истории получили портрет фотона, на котором наглядно проявилась двойственность его натуры.
Поляритон — это устройство, состоящее, как сообщают физики, из трех компонентов: оптического резонатора — набора из двух зеркал-отражателей, заключенной между ними световой волны и квантового колодца — атома и вращающегося вокруг него электрона, который периодически поглощает и испускает квант света.
Исследователи создали такой поляритон, за «переключениями» которого они могли следить при помощи электронного микроскопа.
Им удалось достичь этого благодаря плазменным резонаторам — другой относительно новой технологии, позволяющей преобразовать коллективные колебания электронов в металлах в свет, тепло и другие формы энергии или же поглощать их.
Роль такого резонатора играла небольшая серебряная нанонить, которую ученые периодически облучали ультракороткими импульсами лазера.
Лазер придал энергию заряженным частицам в нанонити, заставляя их вибрировать. Свет стал перемещаться по нити в противоположных направлениях (как машины на двухполосной магистрали). При встрече этих двух волн образовалась третья. Именно за ней наблюдали экспериментаторы.
В общем, согласитесь, разобраться в этом так же непросто, как в самом фотоне. Но, так или иначе, появился снимок, на котором портрет фотона представлен, причем в цветном изображении. На нем, если присмотреться, видно, как частицы в правом верхнем углу постепенно превращаются в волны, обозначенные синим цветом.
В. ЧЕРНОВ
У СОРОКИ НА ХВОСТЕ
ПОЖЕВАЛ, ЗАОДНО И ПОЧИСТИЛ…
Blizzident — так называется разработка американских стоматологов, призванная, по их мнению, заменить традиционную зубную щетку. Производители щетки утверждают, что с ее помощью можно полностью почистить зубы в течение 6 с, впрочем, независимые исследования еще не подтвердили эффективность приспособления.
Чистить зубы по-новому надо теперь так. В рот вставляется специальная капа, наподобие той, что используют боксеры или хоккеисты во время соревнований. После этого
надо в течение 6 с делать жевательные движения, во время которых 600 щетинок, по идее, идеально вычистят зубы и ротовую полость.
Впрочем, чтобы добиться этого, каждому человеку надо иметь индивидуальную капу. Сначала сканируются его челюсти и создается их 3D-модель. Исходя из полученных данных, определяется оптимальное размещение щетинок. Затем на 3D-принтере происходит изготовление основы зубной щетки в соответствии с особенностями строения зубов. В итоге стоит она весьма прилично — 299 долларов США.
