בתשובה לסמילי, 10/11/02 9:10
 |
|
 |
||
|
||||
 |
מה שבאמת עושה את ההבדל בין צליל הפסנתר לצליל הכינור (או החליל וכו') הם שני מושגים הקשורים בהפקת הצליל, attack ו-decay. כשמיתר הפסנתר או הכינור מגיעים לשיא האמפליטודה שלהם אי אפשר להבדיל בין צלילי הכלים; אך עד שהם מגיעים לשיא, ההתנהגות שלהם שונה (בצורה ציורית: גרף הטיפוס לשיא שונה), זהו שלב ה-attack. וכנ"ל לגבי דעיכת הצליל, ה-decay, שונה בין כלי לכלי. ה-attack וה-decay הם שיוצרים את הצליל האופייני לכל כלי וכלי. לארתור סי. קלארק יש סיפור בשם "בשקט בבקשה", שבו מדען מתגבר על כל הקשיים לאבך קולות וכלי מוסיקה וממציא משתיק קול, הפועל על העקרון של יצירת "ניגוד מופע" ביחס לקול או לרעש המקורי, כך שהתוצאה נטו היא שקט. זהירות ספויילר!!!: הממציא מפעיל את המכשיר המשתיק שלו באולם אופרה, וזה עובד, שפתי הזמרת נעות, אך קולה אינו נשמע, וכך גם יתר הכלים. כולם, הקהל והנגנים חושבים שהם התחרשו. אולם כל הסיפור הזה מסתיים בהתפוצצות מחרישת אוזניים. הסיבה היא שלעולם אי אפשר להשמיד אנרגיה, גם לא כשמבטלים שרשרת גלים בעזרת שרשרת גלים אחרת. מכאן שהמשתיק לא היה בדיוק משתיק, אלא *אוגר* קולות, ובמשך כל זמן פעולתו הוא הלך וספג אנרגיית קול, עד שהמכשיר הטעון לא היה מסוגל לספוג יותר והתפוצץ. |
 |
 |
 |
|
|
|
||
|
||||
|
הסיפור הופיע בלקט סיפורים קצרים מאוחר וחביב. יש הרבה רעיונות פיסיקליים חביבים בסיפור, אבל בקשר לזה, אם הוא היה רציני, אני לא חושב שהצדק עמו. עולה לך אותו כסף לשדר שרשרת גלים בפאזה אחת ושרשרת גלים בפאזה הפוכה, לכן מבחינת שימור אנרגיה המכונה שהומצאה אינה אוגרת אנרגיה אלא צורכת אנרגיה. זה כמו שניים המושכים בחבל, או שניים אוחזין במיתר - העובדה שהמיתר לא זז אין משמעה שהשניים אינם מפעילים כח כדי למנוע ממנו לזוז לצד הנגדי. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני לא פיסיקאי וגם לא מומחה למכשור טכנולוגי, אך ברור שבסיפור הזה אין מדובר בחוק שימור האנרגיה ביקום כולו, אלא במה שקורה במכשיר ובבניין האופרה. כדי שהמכשיר יעבוד הוא אכן צורך אנרגיה, כנראה מאיזשהו שקע חשמלי באולם. הוא מתרגם את האנרגיה החשמלית לאנרגיית הגל המאבך, המנטרל. כדי שייווצר שקט באולם, האנרגיה המנוטרלת צריכה להיצטבר היכן שהוא, ולפי מה שאני מבין מהסיפור היא נאגרת במכשיר עצמו. כאשר האנרגיה הנאגרת גדולה מקיבולת הכלת האנרגיה של מעגלי המכשיר, הוא מתפוצץ. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
גם אני לא פיסיקאי (עדיין) וודאי שאינני מומחה, אך ברמת העיקרון איני רואה סיבה מדוע איפשהוא במערכת נאגרת אנרגיה כתוצאה מפעולת המאבך. נניח שהתזמורת היא בכלל קבוצה של מושכים בחבל, המשתלשל לו לאורכו מתוך התקרה. עכשיו מישהו מסתנן אל מאחורי הקלעים, ובעזרת מערכת מתוחכמת של זיזים וגלגיליות מצליח להפעיל כוח נגדי ולמשוך אליו את החבל. במשך שעה קלה הקבוצה נאבקת בו, עד שמטר אחר מטר משתלשל החבל כולו בחזרה אל התקרה לקולות הבוז של הקהל. עכשיו, איפה פה נאגרת אנרגיה? (בוא נניח שהחבל משתלשל מן התקרה רק לצורך נוחות, אנחנו מדברים על האנרגיה שמשקיעים המושכים בחבל ולא על אנרגיית הכובד כך שבאותה מידה החבל יכול היה להימשך מתוך קיר.) מה ההבדל בין יריבות כזו לבין הסיפור עם המאבך והתזמורת? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
זהו, שהחבל לא נמשך חזרה, אלא נשאר במקום. אלה מושכים מכאן ואלה מושכים מכאן, כל צד מגביר את הכוח שהוא מפעיל, אבל אף צד אינו גובר על משנהו, כלומר החבל אינו זז. בסופו של דבר החבל פשוט נקרע. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אבל הוא נקרע כי חרגנו מגבול המתיחות שלו, לא מכיוון שאגרנו בו אנרגיה או משהו ביזארי כזה. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
להערכתי אנלוגיית החבל מטעה אותך, אך היא מיותרת. היות שאתה תלמיד פיסיקה אנסה לתאר במונחים כמותיים את מה שהבנתי מסיפורו של קלארק. יש מוסיקה המופקת בחלל סגור, אולם האופרה. נקרא לכמות האנרגיה האקוסטית המופקת על ידי הנגנים והזמרת X. המכשיר, שאף הוא באולם, צריך לייצר שרשרת גלים, אמנם בעלת פאזה הפוכה, אך גם היא מכילה אנרגיה שכמותה X (מקורה באיזשהו שקע חשמלי). (מיותר לציין, אך כדי להסיר ספק, בשני המקרים מדובר בכמויות אנרגיה חיוביות, אין כאן סכום וקטורי כמו במקרה החבל שהצגת). כלומר באולם מצטברת כל הזמן אנרגיה אקוסטית שגודלה 2X, אי אפשר לטאטא אותה אל מתחת לשטיח, היא נמצאת באיזשהו מקום; היא אינה נפלטת מהאולם כי אם נלכדת במעגלי המכשיר המשתיק. תהא קיבולת המכשיר לספוג אנרגיה אשר תהיה, מרגע מסוים 2X גדול מהקיבולת הזו, ואז חלה ההתפוצצות. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אני לא מבין. הכנסנו למערכת אנרגיה 2X. הרי זה כאילו שלאותו אולם הכנסנו שתי תזמורות ששרו בו-זמנית באנרגיה X. אממה, תיאמנו בין שתי המקהלות כך שבמקום לתרום זו לזו, הן ביטלו זו את זו. כלומר הצופים לא שמעו שומכלום, והאנרגיה הכוללת שהושקעה במערכת היתה 2X. אבל היא לא אמורה להיאגר במעגלי המכשיר המשתיק יותר משהיא אמורה להצטבר על מיתרי הקול של הזמרת. אין שום הבדל בין מכשיר שמשתיק זמרת לזמרת שמשתיקה מכשיר, הרי באותה מידה היתה יכולה להיות הקלטה של זמרת והקלטה של מכשיר משתיק, ושתי ההקלטות המנוגנות סימולטנית היו משתיקות זו את זו. באותה מידה, אם מקרינים על מסך אור משני מקורות הנמצאים בדיוק בפאזה הפוכה זל"ז, ואף דואגים באופן מתוחכם שחזיתות הפאזה שלהם יתלכדו בדיוק (למשל - מאירים על מסך דק משני צדדיו), נקבל מסך חשוך. אך אין זאת אומרת שהאנרגיה של מי מן המקרנים נאגרת אצל האחר. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
כפי שהם מוצגים בסיפורו של קלארק, ואני בטוח שכאשר תתעורר לגמרי, תבין לבד. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
ולא הבנתי לבד. יש תמיכה טכנית? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לדעתי, גם במקרה החד מימדי אי אפשר ליצור גל כזה, אבל אולי כדאי שתסבירו לי את תנאי הבעיה, כאשר הם מפושטים לגל חד מימדי (על מנת להתחמק מהבעיה שהעלה איזי). לצורך העניין, נניח שהתווך הוא מיתר אידיאלי פשוט, הזמרת היא מחולל הפרעה בקצה אחד של המיתר בתדירות קבועה, בצורת סינוס נקי, באמפליטודה קבועה 1, והמכשיר הוא מחולל אחר, איזה הפרעה צריך לחולל המכשיר כך שהמיתר לא ינוע למרות המחולל בצידו האחד? האם יש הפרעה כזו? 1 גם כאן יש בעיות: האם הזמרת מנסה לשיר בעוצמה קבועה (ז"א, מחוללת גל באמליטודה קובעה), או שהיא מנסה לשיר בכח קבוע (שבימים רגילים בא לידיד ביטוי כאמפליטודה קבועה), ואולי באנרגיה קבועה? מה עושה הזמרת כשהיא לא מצליחה לשיר (ז"א, כשהיא שומעת שלא יוצא כלום) ,משנה תדירות, משנה עוצמה, מפסיקה לשיר, ואיך אמור המכשיר לחזות את ההתנהגות (ובאותה הזדמנות, גם את התנהגות שאר התזמורת, כולל הקהל)? האם מיתרי קולה של הזמרת לא "נשברים" לאחר נסיון להזיז את אויר לא מוזז? |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם אתה לוקח את מהירות התפשטות הגל כאינסופית, אז דוגמת המיתר מראה באופן טריוויאלי, שהמכשיר המשתיק צריך פשוט ליצור גל בפאזה הפוכה. אם אתה הופך את מהירות הגל לסופי, אתה צריך שהמכשיר יפעל בהפרש פאזה מהמקור, כך שהגלים יבטלו זה את זה. זה מצריך מצידו, שעוצמת הגלים תהיה קבועה לאורך כל המיתר (ללא הנחתה) אחרת האמפליטודה שיוצר המקור והאמפליטודה שיוצר המכשיר ירדו לאורך המיתר ויוכלו להשתוות רק בנקודה אחת לאורכו. בשני המקרים זה אומר, שבנקודת החיבור למכשיר, המיתר צריך להיות בו זמנית במקומות שונים - בצורת הגל המקורי ובצורת הגל עם הפרש הפאזה של המכשיר, וזאת לאורך כל זמן המחזור. מסקנה - המיתר עומד והמכשיר לא מניע אותו בכלל. מסקנה נוספת, המקור לא מניע את המיתר. תוצאה, המכשיר והמקור מפעילים זה על זה כוח שווה בגודל והפוך בכיוון והמערכת היא סטטית. שורה תחתונה, ניתן ליצור התאבכות הורסת מושלמת בנקודות ספציפיות בלבד ולא בכל המרחב, וזאת ע''י יצירת התאבכות בונה בנקודות אחרות. שוב ניצל חוק שימור האנרגיה. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
מדובר, כמובן, במהירות סופית, אבל בגלים שנעים בכיוונים הפוכים (ז''א, הזמרת שרה לכיוון הקהל, והמכשיר נמצא אחרי הקהל), ומכאן הבעיה. ז''א, אין בעיה לאפס את האיזור שאחרי המכשיר, כמו גם זה שלפני הזמרת, יש בעיה (לדעתי, מתבדרת) לדאוג שהחלק במיתר שבין הזמרת למכשיר יתאפס (לכל אורכו בכל זמן). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אם זה היה כך, היה ניתן לשים את המכשיר בין הזמרת לקהל ו''לאפס'' את הגלים בכל האזור שמאחורי המכשיר. כמובן שזה בלתי אפשרי, כפי שלא ניתן לבטל שדה של מטען נקודתי בכל המרחב ע''י מטען נקודתי נוסף. (אלא לכל היותר לבטל את השדה על מישור או ספירה) ניתן מן הסתם ''לאפס'' את הגלים במישור או על ספירה במרחב, אבל לא בכל המרחב. במקרה של מיתר, מה שאתה מציע זה לקשור את המיתר בנקודה מסוימת כך שהגלים יוחזרו ממנה ולא ימשיכו אל מעבר לה. האנלוג - קיר שקוף שחוסם גלי קול בין הבמה והקהל. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
במקרה התלת ממדי, כמו גם הדו ממדי, אי אפשר ליצור מכשיר שכזה, מהסיבות שהזכרת למעלה. אני טוען שגם במקרה החד ממדי, אי אפשר ליצור מכשיר שיאפס את הגלים בכל השטח ש*בין הזמרת למכשיר* כל הזמן, משום שהגלים נעים בכיוונים מנוגדים, ונסיון ליצור חבילת גלים כזו לא יצלח. האנלוג של קיר חוסם שבין הזמרת לקהל הוא *בדיוק* הדוגמא לשטח שלא בין המכשיר לקהל. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
בכל אופן, שנינו מסכימים שהדבר הוא בלתי אפשרי ליישום במרחב אלא רק בנקודות ספציפיות. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אתם עושים סלט מכמה דברים. קודם כל, לצורך יישור קו - אנו מבינים שאין קשר בין הנושא הזה לבין הנושא ממנו התחיל כל הסיפור והוא התאבכות גל במיתר (עוד לפני שהוא בכלל גורם להווצרותו של גל-קול). אנו מדברים על האפשרות להשתיק גלי קול באמצעות גלי קול אחרים על ידי התאבכות הורסת. הדבר אפשרי אפילו ברמה המעשית עבור גל קול קבוע. אם נשים באולם סימטרי (למשל כדורי) שני מוקדי קול במקומות סימטרים (למשל במרחק מסויים מהמרכז באולם כדורי), כאשר מוקדי הקול הם קבועים מבחינת אורך הגל, והמרחק בניהם הוא מכפלה של מספר שלם באורך הגל, נקבל התאבכות הורסת מושלמת בין שני המקורות. התוצאה תהיה שמי שנמצא *בכל נקודה* בטווח שבין שני המוקדים לא ישמע כלום. עקרון דומה ראיתי בניסוי דו-מימדי בו שמים בבריכה קטנה שני מוקדים שעושים גלים, אולם העיקרון פועל גם באופן תלת-מימדי. בהתייחס למכשיר המתפוץץ, אני לא יודע איזה תאוריה עומדת מאחורי זה. בכל אופן, בניסוי שתיארתי שום אנרגיה לא נעלמת, שני המקורות מפיקים אנרגיה ועבור כל גל שיוצר הפרעה (שינוי צפיפות האויר) בא גל מנגד ומחזיר את מצב צפיפות האויר לקדמותו. מדובר פשוט בעבודה (הכוונה למונח הפיזיקלי) שמבטלת עבודה אחרת. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
למה סלט? אני לא מבין למה "אין קשר בין המושא הזה לבין ...", אני מנסה להבין את הבעיה במימד יחיד, ואז להכליל למימדים נוספים (למרות שברור שאי אפשר), למעשה, אני מנסה לטעון שהבעיה לא ניתנת לפיתרון ללא קשר למספר המימדים. המיתר הוא לא הגורם לגל הקול, אלא הטווח בו עובר הגל החד מימדי. הפיתרון שלך יוצר השתקה בחלק מהטווח, והבעיה מדברת על השתקת כל הטווח. את המעבר לחלק מהטווח עשיתי רק כשעברתי למימד היחיד, משום ששם הפיתרון לשאר התווך הוא פשוט (יחסית). במקרה שציינת, יש התאבכות הורסת מושלמת *רק* בקו החד מימדי (או באיזשהו מישור שכולל את הקו החד מימדי) שבין המקורות, ובשאר הכדור יש גלים עומדים (ולכן, יש נקודות בהם יש "קול"). |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
תאמינו או לו, יש מוצר שמבוסס על העיקרון הזה – אוזניות שמבטלות חלק ניכר מרעש הסביבה ע"י ייצור אות שמע מנוגד לו. (ניתן גם לחבר אותן למערכת סטריאו ולשמוע מוסיקה בסביבה רועשת – המוסיקה מועברת ורעש הסביבה מונחת משמעותית). יש לי זוג אוזניות כאלה והשתמשתי בהן בטיסה לניו יורק וחזרה לאחרונה – רעש מנועי המטוס נעלם כמעט לחלוטין. ישנתי כמו תינוק. פרטים נוספים ב- http://www.bose.com/noise_reduction/qc_headset/ | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
גם אני נתקלתי במוצר הזה. אני לא רואה דרך מעשית ליצור אפקט כזה באולם, שכן יש צורך ליצור גל הפוך בכל נקודה בו וזה די בלתי אפשרי. לעומת זה ליצור גל הפוך רק בכניסה לאוזן נראה לי הרבה יותר פשוט. לגבי שאלת האנרגיה. אם נניח שני רמקולים שמשדרים גלים מנוגדים, אז באזור מסויים תהיה התאבכות הורסת ושם לא ישמעו כלום. במקומות אחרים ההתאבכות תהיה בונה ושם האנרגיה תוכפל. אני לא חושב שניתן ליצור מערכת סופית של רמקולים, שבכל נקודה במרחב חסום יתנו התאבכות הורסת כך שבכל מקום יהיה שקט. המערכת שבסיפור אולי משעשעת, אבל לא ניתנת למימוש. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
אפשר עם שמים את המבטל סמוך מאוד למקור הרעש. בסרט תאורית הקשר מופיע מסוק צבאי שבו מותקנת מערכת כזו. אני לא יודע אם קיים כזה מסוק במציאות אבל לא אהיה מופתע לגלות שכן. בסופו של דבר, התעשיות הבטחוניות זה משהו משהו. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
וזה בהנחה שמקור הרעש/צליל הוא בקרוב נקודתי. (או אוסף מקורות נקודתיים) במקרה של מסוק זה נראה מאוד לא סביר, כי המנוע עושה הרבה רעש. מצד שני, אם המנוע מבודד היטב מפני רעש והרעש העקרי הוא ממערכת הפליטה אז אולי ניתן לעשות משהו כזה. לגבי תזמורת זה נראה בלתי אפשרי לחלוטין. |
|
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
עיקר הרעש ממסוקים נובע מקצות הלהבים של הרוטור הראשי, (שעוברים את מהירות הקול בחלק מהמסוקים) ולא מן המנוע. | |
|
|
|
|
|
||
|
||||
|
לא נכון. להבי מסוקים לא עוברים את מהירות הקול ולמעשה זו המגבלה העיקרית על מהירות המסוקים. (מסוק לא יכול לנוע במהירות שמתקרבת למהירות הרוטור שלו) בכל מקרה, גם אם הרעש של המסוק נגרם בעיקר מהרוטור, זה רק הופך את השתקת הרעש לבלתי אפשרית בטכניקה האמורה. |
|
|
|
| חזרה לעמוד הראשי | המאמר המלא |
| מערכת האייל הקורא אינה אחראית לתוכן תגובות שנכתבו בידי קוראים | |
 RSS מאמרים |
כתבו למערכת |
אודות האתר |
טרם התעדכנת |
ארכיון |
חיפוש |
עזרה |
תנאי שימוש
|
© כל הזכויות שמורות |