چگونه یک موج صوتی را بچرخانیم؟ با لوله بهش بزن

برای بزرگنمایی کلیک کنید (اعتبار: ویکی پدیا)

این سوالی است که مطمئنم شما را در شب بیدار نگه داشته است: آیا می توانید یک شی را با موج صوتی بچرخانید؟ پاسخ، به طور کلی، منفی بود. اما اکنون مهندسان مکانیک به کارهایی که همکاران لیزری خود می توانند انجام دهند نگاه کرده اند و وقتی نور را دیدند، آن را کپی کردند. و این به اجسام در حال چرخش با امواج صوتی دست می یابد … اما فقط در شبیه سازی.

آیا واقعاً اینقدر سخت است که همه چیز را تغییر دهیم؟

برای درک این موضوع که چرا چرخاندن اشیا با امواج صوتی سخت است، لوله ای را تصور کنید که یک توربین را نگه می دارد. معمولاً برای چرخاندن توربین، سیال از پره های توربین عبور می کند. نیروی سیال روی پره ها گشتاوری ایجاد می کند که باعث چرخش توربین می شود. اگر این جریان را با یک موج فشار (مانند موج صوتی) جایگزین کنیم، سیال به جلو و عقب حرکت می کند. بنابراین، حرکت محلی ابتدا یک گشتاور در جهت عقربه های ساعت و سپس یک گشتاور در جهت خلاف جهت عقربه های ساعت می دهد. نتیجه یک حرکت تکان دهنده است.

به طور اساسی تر، موج یک تکانه خطی دارد، اما یک تکانه زاویه ای ندارد (به ویژه، این یک تکانه زاویه ای مداری است، اما ما “مدار” را رد خواهیم کرد). چیزی که می چرخد ​​دارای تکانه زاویه ای است. در مثال با توربین، تکانه زاویه ای کل را نمی توان تغییر داد. اگر موج حرکت زاویه ای نداشته باشد و توربین حرکت زاویه ای نداشته باشد، چیزی تغییر نمی کند.