O ultrassom refere-se a ondas sonoras que possuem frequências superiores àquelas que o ouvido humano pode detectar, ou seja, acima de 20 kHz. Essas ondas se propagam pelo ar de maneira semelhante às ondas sonoras normais, mas são inaudíveis para as pessoas. Devido à sua capacidade de penetrar em diversos materiais e interagir de formas únicas com objetos, o ultrassom é amplamente utilizado em imagens médicas e em várias aplicações industriais.
Além de suas aplicações convencionais, o ultrassom pode ser utilizado como um meio de transporte para sons audíveis. Isso permite que o som viaje de forma silenciosa pelo espaço, tornando-se audível apenas quando necessário. Essa técnica inovadora se baseia em princípios de interação não linear entre ondas sonoras.
Como o ultrassom pode transportar som audível?
Normalmente, as ondas sonoras se combinam de maneira linear, somando-se proporcionalmente para formar uma onda maior. No entanto, quando as ondas sonoras atingem intensidades elevadas, elas podem interagir de forma não linear, gerando novas frequências que não estavam presentes inicialmente. Essa é a base da técnica que permite ao ultrassom transportar som audível.
Para realizar essa façanha, são utilizados dois feixes de ultrassom em frequências diferentes, que por si só são completamente silenciosos. Quando esses feixes se cruzam no espaço, efeitos não lineares geram uma nova onda sonora em uma frequência audível, que pode ser ouvida apenas na região específica onde os feixes se encontram.
Como os feixes de ultrassom podem ser manipulados?
Uma característica crucial dessa técnica é a capacidade de projetar feixes ultrassônicos que podem se curvar. Normalmente, as ondas sonoras viajam em linhas retas, a menos que sejam bloqueadas ou refletidas. No entanto, utilizando metassuperfícies acústicas, que são materiais especializados em manipular ondas sonoras, é possível moldar os feixes de ultrassom para que se curvem durante sua trajetória.
Assim como uma lente óptica pode dobrar a luz, as metassuperfícies acústicas alteram o caminho das ondas sonoras. Ao controlar com precisão a fase das ondas de ultrassom, é possível criar caminhos de som curvos que contornam obstáculos e se encontram em um local-alvo específico.
O fenômeno da geração de diferença de frequência
O principal fenômeno envolvido nesse processo é conhecido como geração de diferença de frequência. Quando dois feixes ultrassônicos de frequências ligeiramente diferentes, como 40 kHz e 39,5 kHz, se sobrepõem, eles criam uma nova onda sonora na diferença entre suas frequências. Nesse exemplo, a diferença é de 0,5 kHz, ou 500 Hz, que está dentro da faixa de audição humana.
O som resultante pode ser ouvido apenas na região onde os feixes se cruzam. Fora dessa interseção, as ondas de ultrassom permanecem silenciosas, permitindo um controle preciso sobre onde o som audível é produzido.
Quais são as aplicações futuras do ultrassom na transmissão de som?
As possibilidades de aplicação dessa tecnologia são vastas. Em ambientes onde o som precisa ser direcionado a um ponto específico sem perturbar áreas adjacentes, como em museus ou em ambientes de trabalho, essa técnica pode ser extremamente útil. Além disso, pode ser aplicada em sistemas de comunicação em locais onde o silêncio é essencial.
O uso do ultrassom para transportar som audível representa um avanço significativo na manipulação de ondas sonoras, abrindo caminho para inovações em diversas áreas, desde entretenimento até segurança e comunicação. A capacidade de direcionar som de forma precisa e controlada promete transformar a maneira como interagimos com o som no futuro.
O cenário tecnológico atual está mudando radicalmente
O post Cientistas criam som que somente você pode ouvir mesmo sem fones apareceu primeiro em Perfil Brasil.
