பேக்கிங் டேப்பை கிழிக்கும்போது, சூப்பர்சோனிக் சோனிக் பூம்களை உருவாக்குகிறீர்கள்.

பேக்கிங் டேப்பை கிழிக்கும்போது, சூப்பர்சோனிக் சோனிக் பூம்களை உருவாக்குகிறீர்கள்.

இன்று நாம் அனைவரும் அனுபவித்த ஒரு சிறிய விஷயத்தைப் பற்றி பேசுகிறோம் - தொகுப்புகளைத் திறப்பது அல்லது இன்னும் துல்லியமாக, நீங்கள் தெளிவான பேக்கிங் டேப்பைத் திறக்கும் தருணம்.

இது ஸ்டேஷனரி கடைகளில் விற்கப்படும் மலிவான தெளிவான டேப் ஆகும், மேலும் அதைப் பற்றி ஆராய்வதற்கு மதிப்பு எதுவும் இல்லை என்று பெரும்பாலான மக்கள் நினைக்கிறார்கள். ஆயினும்கூட, இந்த எளிய இயக்கத்திற்குப் பின்னால் பல தசாப்தங்களாக இயற்பியலாளர்களை குழப்பிய ஒரு இயற்பியல் புதிர் உள்ளது. புதிதாக வெளியிடப்பட்ட ஒரு கட்டுரை இறுதியாக மர்மத்தைத் தீர்க்கிறது, மேலும் முடிவு மிகவும் ஆச்சரியமாக இருக்கிறது, நீங்கள் அதை முதல் பார்வையில் நம்ப மாட்டீர்கள்.

நம்மில் பலர் குழந்தைகளாக இருந்தபோது தற்செயலாக தடயங்களைக் கண்டோம். நீங்கள் அந்த அமைப்பில் மிகுந்த கவனம் செலுத்தியிருந்தால், டேப்பைக் கிழிக்கும்போது கிடைமட்ட விரிசல்கள் தோன்றுவதை நீங்கள் கவனிப்பீர்கள், மேலும் இந்த விரிசல்கள் அந்த கூர்மையான, தனித்துவமான சத்தம் நாடாவுடன் நெருக்கமாக இணைக்கப்பட்டுள்ளன. நீங்கள் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு தந்திரம் கூட உள்ளது: டேப்பை மெதுவாகவும் சீராகவும் இழுக்கவும், மேலும் அது மிகக் குறைவான கிடைமட்ட விரிசல்கள் மற்றும் மிகவும் குறைவான கடுமையான ஒலியுடன் சீராக பிரிக்கப்படும். குழந்தைகளாகிய நாங்கள் அறிவியலைப் புரிந்து கொள்ளாமல், சூப்பர்சோனிக் இயக்கவியல் விளையாடுவதை அறியாமல் இந்த நிகழ்வை மட்டுமே கவனித்தோம்.

கிழிக்கும் நாடா ஒரு சிலிர்ப்பு, நடுக்கம், பற்கள்-கிரேட்டிங் ஒலியை உருவாக்குகிறது; நீங்கள் எவ்வளவு வேகமாக இழுக்கிறீர்களோ, அவ்வளவு கூர்மையாக சத்தம், இரண்டு மேசைகளில் கூட கேட்கக்கூடியது.

உராய்வு காரணமாக உரத்த சத்தம் எழுகிறது என்று பெரும்பாலான மக்கள் கருதுகின்றனர்: ஒட்டும் நாடாவின் இரண்டு அடுக்குகள் ஒன்றோடொன்று தேய்த்து அதிர்கின்றன, வயலின் வில் சரங்களுக்கு குறுக்கே சறுக்குவது போல ஒலியை உருவாக்க காற்றைக் கிளறுகிறது.

இந்த தர்க்கம் முதல் பார்வையில் நியாயமானதாகத் தெரிகிறது, இருப்பினும் இது ஒரு முக்கியமான குறைபாட்டைக் கொண்டுள்ளது. இழுக்கும் வேகம், கோணம் மற்றும் டேப் பிராண்ட் ஆகியவற்றைப் பொறுத்து சத்தம் கடுமையாக மாறுகிறது. எளிமையான உராய்வு அதிர்வு இத்தகைய பரந்த மாறுபாடுகளுக்குக் காரணமாக இருக்க முடியாது.

இயற்பியலாளர்கள் பல தசாப்தங்களாக இந்த புதிரை ஆய்வு செய்து ஒரு முக்கிய குறிப்பைக் கண்டுபிடித்துள்ளனர்: டேப் சீராக பிரிக்கப்படவில்லை. பிணைப்பு இடைமுகம் இறுக்கமாக ஒட்டிக்கொள்வதற்கும் திடீரென நழுவுவதற்கும் இடையில் மாறி மாறி, ஸ்டிக் ஜிப்பரைப் போல ஜெர்க்கியில் நகரும். ஒட்டுதல் மற்றும் சறுக்கலின் இந்த மாற்று சுழற்சியானது ஸ்டிக்-ஸ்லிப் மோஷன் என அழைக்கப்படுகிறது.

ஸ்டிக்-ஸ்லிப் மோஷன் என்பது அன்றாட வாழ்விலும் இயற்கையிலும் எல்லா இடங்களிலும் காணப்படும் ஒரு பொதுவான உராய்வு நிகழ்வாகும்:

பூகம்பங்கள்: தவறு கோடுகளில் உள்ள பாறை அடுக்குகள் ஒன்றாக பூட்டப்படுகின்றன. ஒரு முக்கியமான வாசலை அடையும் வரை மன அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது, இது திடீர் சறுக்கலைத் தூண்டுகிறது.

கூடைப்பந்து விரைவு நிறுத்தங்கள்: ஸ்னீக்கர் உள்ளங்கால்கள் மர கோர்ட்டுகளுக்கு எதிராக தேய்க்கும்போது ஏற்படும் சத்தம்.

வயதான மரக் கதவுகள்: நீங்கள் கதவைத் திறக்கும்போது கீல் உராய்வு கடுமையான கீறல்களை உருவாக்குகிறது.

கரும்பலகைகளில் எழுதுதல்: சுண்ணாம்பு பதட்டமாக சறுக்கி, சங்கடமான கூச்சலிடும் ஒலியை வெளியிடுகிறது.

ஸ்டிக்-ஸ்லிப் என்பது அரிதானது அல்ல. இருப்பினும், டேப் உரிக்கும்போது குச்சி-ஸ்லிப் இயக்கம் விஞ்ஞானிகள் ஒருமுறை கருதியதை விட மிக வேகமாக நடக்கும். பழைய கண்காணிப்பு உபகரணங்களில் முழு செயல்முறையையும் பதிவு செய்ய போதுமான துல்லியம் மற்றும் பிரேம் வீதம் இல்லை, பல தசாப்தங்களாக ஆராய்ச்சி நிறுத்தப்பட்டது.

2025 ஆம் ஆண்டில், ஒரு ஆராய்ச்சி குழு பிராண்ட்-புதிய கண்காணிப்பு தொழில்நுட்பம் மற்றும் புதுமையான சோதனை யோசனைகளை ஏற்றுக்கொண்டது, மேலும் டேப்பை கிழிக்கும்போது ஏற்படும் கடுமையான சத்தத்தின் பின்னணியில் உள்ள உண்மையான வழிமுறையை முதன்முறையாக முழுமையாகக் காட்சிப்படுத்தியது.

சோதனை அமைப்பு நேரடியானது: ஆராய்ச்சியாளர்கள் வழக்கமான தெளிவான பேக்கிங் டேப்பை ஒரு கண்ணாடி தட்டில் ஒட்டினர். டேப்பை உரிக்கும்போது, பல சாதனங்கள் ஒரே நேரத்தில் முழு பிரிப்பு செயல்முறையையும் பதிவு செய்தன:

கண்ணாடிக்கு அடியில் பொருத்தப்பட்ட ஒரு அதிவேக கேமரா, பிசின் அடுக்குகளின் உரித்தல் வடிவத்தையும், தட்டு வழியாக விரிசல்களின் பரவல் வேகத்தையும் உண்மையான நேரத்தில் படம்பிடித்தது;

Schlieren இமேஜிங் சிஸ்டம்: காற்று நிர்வாணக் கண்ணுக்குத் தெரியாது, ஆனால் வெவ்வேறு அடர்த்தி கொண்ட காற்றைக் கடந்து செல்லும் போது ஒளி சிறிது வளைகிறது. இந்த ஒளியியல் சாதனம் அத்தகைய ஒளி விலகலைப் பெரிதாக்குகிறது மற்றும் பதிவு செய்கிறது, காற்றில் உருவாகும் சுருக்க அலைகள் மற்றும் அதிர்ச்சி அலைகள் தெரியும்;

உயர்-துல்லியமான ஒலிவாங்கிகள் ஒலியொலியை ஒத்திசைவாகப் பதிவுசெய்து, ஒவ்வொரு ஒலித் துடிப்பையும் கேமராவில் படம்பிடிக்கப்பட்ட தொடர்புடைய பொருள் முறிவுக்குத் துல்லியமாகப் பொருத்துகிறது.

ஒரு வினாடிக்கு 2 மில்லியன் பிரேம்கள் என்ற அல்ட்ரா-ஹை பிரேம் வீதத்தில் இந்த சோதனை காட்சிகளை படமாக்கியது. ஒப்பிடுகையில், நிலையான திரைப்படங்கள் 24 fps வேகத்தில் மட்டுமே இயங்குகின்றன, மேலும் பொதுவான ஸ்லோ-மோஷன் வீடியோக்கள் 240 fps இல் முதலிடம் வகிக்கின்றன. இரண்டு மில்லியன் பிரேம்கள் என்பது ஒரு வினாடிக்குள் ஒவ்வொரு சிறிய அசைவும் இரண்டு மில்லியன் தனித்தனி பிரேம்களாகப் பிரிக்கப்படுகிறது.

காட்சிக் காட்சிகளுடன் ஆடியோ சிக்னல்களைத் துல்லியமாகச் சீரமைப்பதன் மூலம், டேப்பின் சத்தத்தின் உண்மையான மூலத்தை ஆராய்ச்சியாளர்கள் இறுதியாகக் கண்டறிந்தனர்.

நீங்கள் டேப்பை மேல்நோக்கி இழுக்கும்போது, ​​உரிக்கப்பட்ட மற்றும் உரிக்கப்படாத பகுதிகளுக்கு இடையே உள்ள எல்லைக்கு பின்னால் ஒரு கிடைமட்ட விரிசல் உருவாகிறது. டேப்பின் நீளத்திற்கு செங்குத்தாக, விரிசல் டேப்பின் குறுக்கே ஒரு விளிம்பிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு ஓடுகிறது.

காற்றில் ஒலியின் வேகத்தை விட விரிசல் வேகமாக பரவுகிறது, சூப்பர்சோனிக் எலும்பு முறிவு என தகுதி பெறுகிறது; சூப்பர்சோனிக் கிராக் டேப் விளிம்பை அடையும் தருணத்தில், பாரிய ஆற்றல் காற்றில் வெளியேற்றப்பட்டு வெளிப்புறமாக-பரப்பு வில்-வடிவ அதிர்ச்சி அலையை உருவாக்குகிறது. இது வெடிப்பு அதிர்ச்சி அலைகளின் சரியான வடிவத்தைப் பகிர்ந்து கொள்கிறது, சிறிய அளவில் மட்டுமே;

இந்த ஷாக்வேவ் அடிப்படையில் ஒரு சிறிய ஒலி ஏற்றம், போர் விமானங்கள் ஒலி தடையை உடைக்கும் போது உருவாக்கப்பட்ட ஒலி ஏற்றம் போன்ற ஒத்த இயற்பியல் கொள்கையைப் பின்பற்றுகிறது;

சுழற்சி தொடர்ந்து மீண்டும் நிகழ்கிறது: ஒரு கிடைமட்ட விரிசல் மற்றும் ஒலி ஏற்றத்திற்குப் பிறகு, ஒரு புதிய சூப்பர்சோனிக் குறுக்குவெட்டு விரிசல் மேலும் மேலே உருவாகிறது, நீங்கள் டேப்பை கிழிப்பதை நிறுத்தும் வரை அதிர்ச்சி அலைகளை இடைவிடாது வெளியிடுகிறது.

நாம் கேட்கும் தொடர்ச்சியான ஷிரில் "ரிப்" ஒலி ஒரு அதிர்வு சத்தம் அல்ல. மாறாக, எண்ணற்ற சிறிய அதிர்ச்சி அலைகள் ஒன்றன் பின் ஒன்றாக செவிப்பறையைத் தாக்குகின்றன. அதிர்வு அலைகள் மிக அதிக அதிர்வெண்ணில் நிகழ்கின்றன, மனித காதுகளால் தனிப்பட்ட துடிப்புகளை வேறுபடுத்த முடியாது, ஒரு தொடர்ச்சியான துளையிடும் சத்தமாக ஒன்றிணைகிறது.

டேப்பில் உராய்வு ஏற்படும் அதிர்வுகள் காற்றைக் கிளர்ச்சியடையச் செய்து சத்தத்தை உருவாக்குகின்றன என்ற பாரம்பரியக் கண்ணோட்டத்தை பொதுமக்கள் வைத்துள்ளனர். இருப்பினும் உண்மையான இயற்பியல் பொறிமுறையானது வேறு கதையைச் சொல்கிறது: டேப்பைக் கிழிப்பது பொருளின் சூப்பர்சோனிக் முறிவைத் தூண்டுகிறது. விரிசல் விளிம்புகளில் பாரிய ஆற்றல் உடனடியாக வெளியிடப்படுகிறது, சுற்றியுள்ள காற்றை அழுத்துகிறது மற்றும் அதிர்ச்சி அலைகள் வழியாக கடுமையான சத்தத்தை உருவாக்குகிறது. இரண்டு விளக்கங்களும் ஒரு வினைச்சொல்லால் மட்டுமே வேறுபடுகின்றன என்றாலும், அவற்றின் அடிப்படையான இயற்பியல் தர்க்கம் உலகங்கள் வேறுபட்டது.

இந்த ஆராய்ச்சியின் மிகவும் வசீகரிக்கும் பகுதி, அதன் எதிர் உள்ளுணர்வு சோதனை கண்டுபிடிப்புகளை விட அதிகம் - இது ஒரு ஆழமான உண்மையை வெளிப்படுத்துகிறது: அன்றாட வாழ்க்கையில் எண்ணற்ற அற்பமான நடைமுறைகள் இன்னும் முழுமையாக அவிழ்க்கப்படாத உடல் மர்மங்களை மறைக்கின்றன. வெறும் ஒரு அமெரிக்க டாலர் மதிப்புள்ள எழுதுபொருள் நாடா, அதைக் கிழிப்பதற்கான சாதாரண செயல், தெரியும் கிடைமட்ட விரிசல்கள் மற்றும் ஏற்ற இறக்கமான துளையிடும் சத்தம் அனைத்தும் அதிர்ச்சி இயற்பியலின் சிக்கலான அமைப்பில் இணைக்கப்பட்டுள்ளன, இதில் சூப்பர்சோனிக் எலும்பு முறிவு மற்றும் மினியேச்சர் சோனிக் பூம்கள் அடங்கும். அன்றாட வாழ்க்கையின் மிக சாதாரண தருணங்களில் அறிவியலின் தூய்மையான காதல் உள்ளது.