Las ondas de Faraday , también conocidas como ondas de Faraday , llamadas así por Michael Faraday (1791-1867), son ondas estacionarias no lineales que aparecen en líquidos encerrados por un receptáculo vibratorio. Cuando la frecuencia de vibración excede un valor crítico, la superficie hidrostática plana se vuelve inestable. Esto se conoce como la inestabilidad de Faraday . Faraday los describió por primera vez en un apéndice de un artículo en Philosophical Transactions of the Royal Society of London en 1831. [1] [2]
Si se coloca una capa de líquido sobre un pistón que oscila verticalmente, aparece un patrón de ondas estacionarias que oscila a la mitad de la frecuencia de conducción, dados ciertos criterios de inestabilidad . [3] Esto se relaciona con el problema de la resonancia paramétrica . Las ondas pueden tomar la forma de rayas, hexágonos compactos o incluso cuadrados o patrones cuasiperiódicos . Las ondas de Faraday se observan comúnmente como finas rayas en la superficie del vino en una copa de vino que suena como una campana. Las ondas de Faraday también explican el fenómeno de la "fuente" en un cuenco tibetano .
La onda de Faraday y su longitud de onda es análoga a la onda de De Broglie con la longitud de onda de De Broglie en la teoría de De Broglie-Bohm en el campo de la mecánica cuántica . [4]
Solicitud
Las ondas de Faraday se utilizan como una plantilla de base líquida para el ensamblaje dirigido de materiales a microescala que incluyen materia blanda , cuerpos rígidos , entidades biológicas ( p . Ej. , Células individuales, esferoides celulares y microportadores de microesferas sembradas con células ). [5] A diferencia de la plantilla de base sólida, esta plantilla de base líquida se puede cambiar dinámicamente sintonizando la frecuencia vibratoria y la aceleración y generar diversos conjuntos de patrones simétricos y periódicos.
Los caimanes también utilizan este fenómeno para llamar a sus compañeros. Hacen vibrar sus pulmones a bajas frecuencias ligeramente por debajo de la superficie, lo que hace que sus picos se muevan e induzcan ondas superficiales. Estas ondas superficiales son básicamente ondas de Faraday y se puede observar el efecto de salpicadura característico de ciertas resonancias. [6] [7]
Ver también
Referencias
- ^ Faraday, M. (1831) "Sobre una clase peculiar de figuras acústicas; y sobre ciertas formas asumidas por un grupo de partículas sobre superficies elásticas vibrantes", Transacciones filosóficas de la Royal Society (Londres) , vol. 121, págs. 299–318. Las "ondas de Faraday" se comentan en un apéndice del artículo, "Sobre las formas y estados que asumen los fluidos en contacto con superficies elásticas vibrantes" . Este artículo completo también está disponible en línea (aunque sin ilustraciones) en "Biblioteca Electrónica" .
- ↑ Otros que investigaron las "ondas de Faraday" incluyen: (1) Ludwig Matthiessen (1868) "Akustische Versuche, die kleinsten Transversalwellen der Flüssigkeiten betreffend" (Experimentos acústicos sobre las ondas transversales más pequeñas de los líquidos) , Annalen der Physik , vol. 134, págs. 107-17; (2) Ludwig Matthiessen (1870) "Über die Transversalschwingungen tönender tropfbarer und elastischer Flüssigkeiten" (Sobre las vibraciones transversales de los líquidos elásticos y de baja viscosidad) , Annalen der Physik , vol. 141, págs. 375–93; (3) John William Strutt (Lord Rayleigh) (1883), "Sobre las crispaciones de un fluido que descansa sobre un soporte vibratorio", Philosophical Magazine , vol. 16, págs. 50–58.
- ^ Wright, PH; Saylor, JR (septiembre de 2003). "Modelado de películas de partículas utilizando ondas de Faraday" (PDF) . Revisión de instrumentos científicos . 74 (9): 4063–70. Código bibliográfico : 2003RScI ... 74.4063W . doi : 10.1063 / 1.1602936 . Consultado el 4 de mayo de 2016 .
- ^ John WM Bush: Mecánica cuántica en grande
- ^ a b P. Chen, Z. Luo, S. Guven, S. Tasoglu, A. Weng, AV Ganesan, U. Demirci, Materiales avanzados 2014, 10.1002 / adma.201402079. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201402079/abstract
- ^ Powell, Devin (25 de mayo de 2011). "Caimanes machos cachondos braman con sus picos en la espalda" . Cableado . Consultado el 4 de mayo de 2016 .
- ^ Moriarty, Peter; Holt, R. Glynn (2011). "Ondas de Faraday producidas por sustratos periódicos: Imitando la danza del agua del cocodrilo". La Revista de la Sociedad Estadounidense de Acústica . 129 (4): 2411. Bibcode : 2011ASAJ..129.2411M . doi : 10.1121 / 1.3587858 .
enlaces externos
- Video de YouTube de ondas de Faraday en almidón de maíz.
- El video de YouTube Yves Couder explica la dualidad onda / partícula a través de gotas de silicio
- Video de YouTube de Singing Bowl creando una fuente