Festival znanosti

Ultrazvučna levitacija, voditelji: Antonio Petošić i Petar Franček

Datum i vrijeme:
petak 6.5.2022., 10:00 - 13:00

Mjesto održavanja:
Tehnički muzej Nikola Tesla, Savska cesta 18

Vrsta događanja:
Radionica

Publika:
7. i 8. razred osnovne škole, 1. razred srednje škole, 2., 3. i 4. razred srednje škole

Lokacija (prostorija):
Velika dvorana

Detalji
U ovoj vježbi se demonstrira pojava stojnih valova u zraku na frekvenciji oko 30 kHz od ultrazvučnog pretvarača i efekt akustičke levitacije. Ultrazvučni pretvarač u obliku gljive (njem. TONPILTZ) ima rezonantnu frekvenciju u debljinskom smjeru oko 30300 Hz. Ultrazvučni pretvarač isijava valove koji su iznad frekvencije koju ljudsko uho može registirati (do 20 kHz). Ako se privede električni signal na toj rezonatnoj frekvenciji tada površina pretvarača najjače vibrira te najviše energije isijava u zrak. Kako se na udaljenosti od oko 6 cm nalazi metalna ploča od koje se zvučni val generiran od pretvarača odbija, nastaje stojni val između površine pretvarača i metalnog reflektora u jednoj dimenziji. U stojnom valu se pojavljuju minimumi i maksimumi zvučnog tlaka i ostalih akustičkih parametara (titrajne brzine, akceleracije čestica medija). Razmak između minimuma i maksimuma tlaka u stojnom valu odgovara polovinivalne duljine. Ako se u minimume stojnog vala stavi čestica odgovarajuće mase (ne prevelike) zbog velike razlike amplitude dinamičkog zvučnog tlaka tik iznad i ispod minimuma stojnog vala pojavljuje se radijacijska sila na česticu koja je proporcionalna prostornoj razlici tlakova iznad i ispod minimuma stojnog vala te drži česticu u ravnoteži. Ovaj efekt se naziva akustička levitacija. U pokusu će se isprobavati mogućnost lebdjenja čestica stiropora. U ovoj jednostavnoj izvedbi čestice stiropora samo lebde u točkama minimuma, međutim u naprednijim izvedbama moguće je bezkontaktno pomicanje čestica po određenim putanjama u prostoru oko pretvarača.

Biografija:

Antonio Petošić rođen je 04.02. 1979. godine u Požegi. Diplomirao 2002. je na Zavodu za radiokomunikacije. 2002. godine zapošljava se na Zavodu za elektroakustiku Fakulteta elektrotehnike i računarstva u Zagrebu kao znanstveni novak na dva projekta primjene ultrazvuka u medicini i tehnici te doktorira u području niskofrekvencijskog ultrazvuka 24.09.2008. Područje interesa usavršavano tijekom višegodišnjeg rada je primjena ultrazvuka u medicini i tehnici, elektromehanička i akustička karakterizaciji ultrazvučnih i elektroakustičkih pretvarača u različitim načinima rada. Osim ultrazvukom bavi se općenito proučavanjem pojava linearne i nelinearne akustike, prostornom akustikom, mjerenjima akustičke snage uređaja, mjerenima i proračunima zvučne izolacije kućišta uređaja, prigušivača u klimatizacijskim sustavima.

https://www.fer.unizg.hr/en/antonio.petosic

Petar Franček

http://bib.irb.hr/lista-radova?autor=359400