3B22.85 Levitação acústica

Nesta demonstração, um transdutor de ultrasom emite ondas sonoras de alta frequência (28kHz) que são refletidas em uma placa rígida colocada acima dele.

A superposição das ondas sonoras emitidas com as refletidas formam ondas estacionárias quando a distância entre o transdutor e a placa refletora for igual a um múltiplo de meio comprimento de onda. Em uma onda estacionária, há nós e ventres de pressão. Antes e depois da posição de cada nó, as forças devido às variações de pressão têm sentidos opostos (força restauradora). Dessa forma, pequenos objetos podem ficar presos nessas posições.

O comprimento de onda λ = v/f das ondas emitidas por este dispositivo é de aproximadamente 12,2 mm, portanto há um nó de pressão a cada 6,1 mm. 

Com uma pinça, colocam-se bolinhas de isopor, uma de cada vez, nos nodos. 

Os planos nodais podem ser visualizados produzindo-se fumaça ou vapor dágua (com nitrogênio líquido) entre a placa e o transdutor. 

Observações:

• A placa refletora deve ser posicionada horizontalmente a  aproximadamente 6 cm da superfície do transdutor.
• Para fazer um ajuste fino dessa distância, coloque uma ou duas bolinhas sobre o transdutor ligado e ajuste a altura até que as bolinhas levitem e fiquem estáveis.
• ATENÇÃO:
  o transdutor se aquece MUITO rapidamente e só deve ficar ligado por dois ou três minutos. Deixe-o esfriar antes de manipulá-lo ou de ligar novamente.
• Ligue em tomada de 127 V! (a foto mostra uma montagem antiga)

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Tempo de preparo: