Modo de galeria
En física, els modos de galeria[3] o ones de galeria (de l'anglés whispering gallery modes, modos de gabinet de secrets), són un tipo d'ones que pot viajar al voltant d'una superfície cóncava. Descobertes originalment per al cas de les ona sonores en el gabinet de secrets de la catedral de Sant Pablo de Londres. Estos modos poden existir per a la llum i per a atres fenomens ondulatorios, en importants aplicacions en ensajos no destructius, anàlisis en làser, refredat làser i sensorés, aixina com en astronomia.
Introducció
[editar | editar còdic]Els modos de galeria varen ser explicades per primera volta per al cas del gabinet de secrets la catedral de Sant Pablo de Londres al voltant de 1878[4] per Lord Rayleigh, qui va revisar una idea errònea anterior[5][6] de que les conversacions en veu baixa podien escoltar-se a través de la cúpula, pero no en cap posició intermija. Va explicar el fenomen de la transmissió dels murmuris en una série de rajos sonors reflectits especularmente que descriuen cuerdo de la galeria circular. En cenyir-se a les parets, el sò deuria decaure en intensitat solament com l'inversa de la distància, en lloc de manera inversa quadràtica com en el cas d'una font puntual de sò que irradia en totes direccions. Açò explica que els murmuris siguen audibles en tota la galeria.
Rayleigh va desenrollar teories ondulatorias per al cas de la catedral de Sant Pablo en 1910[7] i 1914.[8] L'ajust de les ones sonores dins d'una cavitat implica la física de la resonància, basada en l'interferència de les ones. En funció de la geometria del recint, el sò pot produir este fenomen sol en certs tons, com en el cas dels tubos d'orgue. El sò forma patrons cridats modos, com es mostra en el diagrama.[1]
Se sap de molts atres monuments[9] que mostren este fenomen, com el Gol Gumbaz en Bijapur i el Temple del Cel en Beijing.
En la definició estricta d'ones de galeria, no poden existir quan la superfície guia es torna recta.[10] Matemàticament açò correspon al llímit d'un radi de curvatura infinit, situació contrària a la de les ones que es transmeten per l'efecte de la curvatura de la paret.
Ones acústiques
[editar | editar còdic]Les ones de galeria acústiques apareixen en una àmplia varietat de sistemes. Entre els eixemples s'inclouen les vibracions sismológicas a través de la Terra[11] o les estrelas.[12]
Estes ones de galeria acústiques es poden utilisar per eixemple en ensajos no destructius en forma d'ones que circulen al voltant d'orificis plens de líquit.[13] També s'han detectat en cilindres sòlits[14] i esferes,[15] en aplicacions en sensors i visualisació de moviments en discs microscòpics.[2][16]
Les ones de galeria es conduïxen de manera més eficient en esferes que en cilindres, ya que els efectes de la difracció acústica (disseminació lateral de l'ona) es compensen completament.[17]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 Wright, Oliver B.. “Gallery of whispers”. Physics World 25 (2): 31–36. doi:. Bibcode: 2012PhyW...25b..31W.
- ↑ 2,0 2,1 «Watching whispering-gallery waves».
- ↑ Universitat de Cantàbria.
- ↑ [Lord Rayleigh, Theory of Sound, vol. II, 1st edition, (London, MacMillan), 1878.]
- ↑ [J. Tyndall, The Science of Sound (New York, Philosophical Library), 1867, p. 20.]
- ↑ [G. B. Airy, On Sound and Atmospheric Vibrations, with the Mathematical Elements of Music (London, MacMillan), 1871, p. 145.]
- ↑ Rayleigh, Lord (1910). “CXII. The problem of the whispering gallery”. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 20 (120): 1001–1004. Informa UK Limited. doi:. ISSN 1941-5982.
- ↑ Rayleigh, Lord (1914). “IX. Further applications of Bessel's functions of high order to the Whispering Gallery and allied problems”. The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 27 (157): 100–109. Informa UK Limited. doi:. ISSN 1941-5982.
- ↑ Raman, C. V. (1921–1922). “XV. On Whispering Galleries”. Proceedings of the Indian Association for the Cultivation of Science 7.
- ↑ [L. M. Brekhovskikh, Sov. Phys. Acoust. 13, 462, 1968]
- ↑ [Quantitative Seismology, K. Aki and P. G. Richards (University Science Books), 2009, Ch. 8]
- ↑ “Pulsation modes in rapidly rotating stellar models based on the self-consistent field method” . Astronomy & Astrophysics 506 (1): 189–201. EDP Sciences. doi:. ISSN 0004-6361. Bibcode: 2009A&A...506..189R.
- ↑ “Weep hole inspection by circumferential creeping waves” (1994). NDT & I International 27 (3): 131–142. Elsevier BV. doi:. ISSN 0963-8695.
- ↑ “Nondestructive evaluation of cylindrical parts using laser ultrasonics” (2002). Ultrasonics 40 (1–8): 783–789. Elsevier BV. doi:. ISSN 0041-624X. PMID 12160045.
- ↑ “Surface acoustic waves on a sphere with divergent, focusing, and collimating beam shapes excited by an interdigital transducer” (2003). Applied Physics Letters 83 (22): 4649–4651. AIP Publishing. doi:. ISSN 0003-6951. Bibcode: 2003ApPhL..83.4649I.
- ↑ “Acoustic whispering-gallery modes generated and dynamically imaged with ultrashort optical pulses” . Physical Review B 81 (16). American Physical Society (APS). doi:. ISSN 1098-0121. Bibcode: 2010PhRvB..81p5434T.
- ↑ “Surface Acoustic Waves on a Sphere –Analysis of Propagation Using Laser Ultrasonics–” . Japanese Journal of Applied Physics 40 (Part 1, No. 5B): 3623–3627. Japan Society of Applied Physics. doi:. ISSN 0021-4922. Bibcode: 2001JaJAP..40.3623I.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Modo de galería» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.