Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe lang rinkelt een stemvork? 'Kwantummechanica' lost een zeer klassiek probleem op

Hoe lang klinkt een stemvork?

Een stemvork is een metalen instrument dat, wanneer het wordt aangeslagen, een zuivere toon met een specifieke toonhoogte produceert. De toonhoogte van een stemvork wordt bepaald door de lengte van de tanden. Hoe langer de tanden, hoe lager de toon.

Wanneer een stemvork wordt aangeslagen, trillen de metalen tanden en creëren geluidsgolven. Deze geluidsgolven reizen door de lucht en bereiken onze oren, waar ze worden omgezet in elektrische signalen die naar de hersenen worden gestuurd. De hersenen interpreteren deze signalen als geluid.

Het geluid van een stemvork zal uiteindelijk uitsterven omdat de trillingen in de tanden geleidelijk aan energie verliezen. De tijd die het duurt voordat een stemvork stopt met rinkelen, hangt van verschillende factoren af, waaronder het materiaal van de stemvork, de grootte van de stemvork en de temperatuur van de lucht.

De kwantummechanica lost een heel klassiek probleem op

Kwantummechanica is een tak van de natuurkunde die zich bezighoudt met het gedrag van materie op atomair en subatomair niveau. Kwantummechanica is gebruikt om een ​​grote verscheidenheid aan verschijnselen te verklaren, waaronder het gedrag van elektronen in atomen, de eigenschappen van licht en de structuur van moleculen.

De afgelopen jaren is de kwantummechanica ook gebruikt om een ​​aantal klassieke problemen op te lossen, waaronder het probleem waarom een ​​stemvork rinkelt.

In 2012 gebruikte een team onderzoekers van de Universiteit van Wenen de kwantummechanica om aan te tonen dat het geluid van een stemvork wordt veroorzaakt door de trillingen van de metaalatomen in de tanden. De onderzoekers ontdekten dat de atomen in de tanden trillen op een manier die geluidsgolven creëert die door de lucht reizen.

Deze studie is een belangrijk voorbeeld van hoe de kwantummechanica kan worden gebruikt om klassieke problemen op te lossen. Het laat ook zien hoe de kwantummechanica ons kan helpen de wereld om ons heen op nieuwe en onverwachte manieren te begrijpen.