Преобразование света и звука

1.

Как превратить звук в свет и
наоборот?
Звук-волна механическая(колебание
частиц вещества)
А свет-волна
электромагнитная(колебание полей)
Носители совершенно разные и само
по себе одно в другое не
превращается, но есть способы как
это сделать.
Преобразование света в звук осуществляется через посредник - электрический сигнал. Такое
устройство было разработано еще в 1880 году Александром Беллом. Солнечные лучи направлялись на
зеркало которое колебалось под действием звука голоса отраженный свет попадал на селеновый
светочувствительный датчик, подключенный к динамику и источнику питания. Колеблющийся луч
приводил к изменению сопротивления датчика, а значит и протекающего тока и полученные колебания
воспроизводил динамик. И назвали это фотофоном. Но это было не очень надежно. При любом
отклонении или попадании инородного тела все прерывалось, так что технология не прижилась.
Разумеется в фотофоне в звук превращается не световая волна, а колебания ее мощности.
Сборка:
В качестве датчика можно использовать
фоторезистор или солнечную панель.
Подключаем источник питания и динамик,
и преобразователь готов. Источником
света будет светодиод, подключенный к
аудиовыходу. Подам на него любой звук,
направляем моргающий свет на датчик.
Готово!
Можно получить такой же результат напрямую другим способом фотоакустическим эффектом. Коптим банку и стреми лампой накаливания.
Вы услышите отчётливое гудение. (Воздух около нее то сужается то
расширяется, и вот они колебания). Фотоакустический эффект в основном
используют для неразрушающего анализа состава тел и измерения
крохотных концентраций газов. Звучит очень скучно и уныло, но вы
только послушайте как удается это использовать. Так в начале
семидесятых измерили концентрацию оксида азота в стратосфере и
впервые получили данные, относящиеся к разрушению озонового слоя из
за деятельности человека.

2.

Существует так называемая фотоакустическая томография. Лазерные импульсы подаются на исследуемые ткани, проникают на определенную
глубину, вызывают фотоакустический эффект на ультразвуковых частотах и этот звук ловит детектор строит 2D или 3D изображение.
Такая технология может использоваться для анализа содержания кислорода в крови, нейро исследований и визуализации работы мозга,
обнаружение меланомы кожи, измерения гемоглобина и много где еще. С помощью фотоакустического эффекта изучают процесс фотосинтеза,
поведение белков и другие микробиологические процессы. Также с помощью этого эффекта можно передавать звук, нагревая лазером рядом
с ухом человека водяной пар, который всегда есть в атмосфере, и на расстоянии транслировать ему голос, музыку, хоть тайны
пентагона. Так что если вы услышите голоса в голове, не пугайтесь, может быть над вами проводят такой эксперимент)
Но есть еще более хитрый способ преобразования света в звук. Относительно недавно был разработан чип(фотон-фононный
преобразователь). Про него вы можете почитать в интернете.
Но как же превратить звук в свет?? В Калифорнии в 2009
году исследователи использовали пьезоэлектрик. Эо что
то наподобие того, что есть в зажигалках. Это такие
вещества, которые под воздействием деформации
индексируют заряд. Ученые направляли на пьезоэлемент
элемент звуковую волну, тот начинал вибрировать и
генерировал электрические сигналы. Частоты подбирались
на условном пересечении диапазонов света и
звука(100ГГц-10ТГц).
Есть еще один способ. Если через емкость с водой пропустил ультразвук и создать
стоящую волну, то в самом центре может возникнуть слабенько-голубоватое
свечение. Эффект называют сонолюминесценцией. Явление известно с 1930-х, но
окончательного объяснения удалось получить только в 2000-х, да и практического
применения для него особо нет. Некоторые считают, что помощью такого способ
можно запустить термоядерный синтез. Однако достоверных опытов, подтверждающих
такую опцию.
Надеемся, вам было интересно узнать о таких способах преобразования света и звука. Мы представили только некоторые
из них, вы можете углубится и изучать эту тему на более глубоком уровне. У сонолюминесценции есть другие виды
преобразования, а также существует звук звезд!)
Спасибо за внимание!