Loading

The Alison August SALE! 🎉 25% Off PDF Certs & Diplomas!📜 Ends in : : :

Claim Your Discount!
Study Reminders
Support
Text Version

Set your study reminders

We will email you at these times to remind you to study.
  • Monday

    -

    7am

    +

    Tuesday

    -

    7am

    +

    Wednesday

    -

    7am

    +

    Thursday

    -

    7am

    +

    Friday

    -

    7am

    +

    Saturday

    -

    7am

    +

    Sunday

    -

    7am

    +

Vídeo 4

Bienvenidos a la conferencia 27 en la serie de Materiales Acústicos y Metamateriales. Así, estamos en la semana 6 de nuestro curso y hoy veremos algunas Aplicaciones de Metamateriales Acústicos. Por lo tanto, esta será nuestra última conferencia sobre la discusión general sobre metamateriales acústicos, y a partir de la próxima conferencia comenzaremos a estudiar acerca de metamateriales tipo membrana. Por lo tanto, veamos cuáles son algunas aplicaciones potenciales.
(Hora de la diapositiva: 00:57)

Por lo tanto, las aplicaciones potenciales de los metamateriales acústicos son por supuesto, lo que comenzamos con fue que los materiales tradicionales tienen limitaciones. Por lo tanto, no son capaces de realizar bien a bajas frecuencias.
Por lo tanto, la primera aplicación de metamaterial es la reducción de ruido de baja frecuencia. ¿Y cómo pueden lograrlo? Por lo tanto, si un metamaterial puede ser diseñado, de modo que a una amplia gama de frecuencias bajas, o tiene un B negativo o tiene una ρ negativa. Por lo tanto, ya sea un B negativo o un ρ negativo que significará que, la velocidad del sonido se volverá imaginaria; el vector de propagación en sí se convertirá en imaginario. Por lo tanto, no habrá propagación de sonido.

Por lo tanto, cuando cualquiera de este valor se vuelve negativo, la propagación del sonido se detiene repentinamente a través del material. Y esto fue discutido en la segunda conferencia sobre la introducción a los metamateriales acústicos sobre cómo se detiene esta propagación de sonido y qué sucede cuando cualquiera de esta variable se vuelve negativa. Por lo tanto, usted puede referirse a la segunda conferencia sobre la introducción a los metamateriales acústicos o la conferencia número 25.
Por lo tanto, así es como pueden lograr una reducción de ruido de baja frecuencia, también se pueden usar como filtros en sensores y transductores. Por lo tanto, lo que significa esto es que ahora sabemos que, en la región donde hay B < 0 o en la región donde el ρ < 0; entonces la propagación del sonido detiene el bloque material tal clase de ondas de sonido dondequiera que sea cual sea la frecuencia B y ρ son negativas. Por lo tanto, en esas bandas de frecuencia, este tipo de señales serán filtradas. Por lo tanto, se puede utilizar como un dispositivo de filtrado en varios sensores y transductores de este tipo, para filtrar ciertas frecuencias donde B y ρ se vuelven negativas.
(Consulte la hora de la diapositiva: 02:51)

.

Las otras aplicaciones potenciales se utilizan como cloaks acústicos, diodos acústicos y súper lente acústica. Así que, voy a pasar por el concepto de cloak acústico y súper lente acústica en esta conferencia. El diodo acústico no está dentro del alcance de nuestro curso; pero si te interesa obviamente puedes ir y hacer alguna lectura más, porque este requiere más conocimientos de electrónica y eléctricos. Por lo tanto, vamos a través de lo que son estas dos aplicaciones específicas que es la capa acústica y acústica super lente.

Entonces, ¿qué se entiende por una capa acústica? Así que, si usted por ejemplo, si usted ha visto la película de harry potter, tenía una capa de invisibilidad. Por lo tanto, era una especie de una cubierta o un chal que cualquier persona podría llevar, y tan pronto como usan ese chal se vuelven invisibles. Entonces, cómo funciona ese manto; la forma en que funciona la capa es que, se comporta como si la onda de sonido, la onda de luz que están golpeando el material, golpeando el material de capa que doblan a su alrededor y que pasan a través.
Por lo tanto, no hay cambio en las ondas de luz. ¿Cómo podemos ver a alguien? Porque pudimos ver los rayos de luz que se reflejan de ese objeto. Y una capa de invisibilidad significa que, no refleja las ondas sonoras lamentando las ondas de luz que simplemente las pasa a través. De la misma manera se puede diseñar la capa acústica. Por lo tanto, puede ser.
(Consulte la hora de la diapositiva: 04:23)

Por lo tanto, esto significa que, esto es una especie de un dispositivo hipotético que haría objetos que encierra impermeable o sin influencia hacia una onda de sonido.
Así que, digamos que tenemos esta capa o este material, y dentro de este material tenemos algún objeto oculto. Por lo tanto, hay algún objeto que queremos ocultar, entonces lo cubrimos con este material de cloak; y cuando las ondas de sonido son incidentes en él, entonces se acusa esto es una aplicación de metamateriales acústicos. Por lo tanto, digamos que esta cosa está formada por algún metamaterial acústico que manipula la onda de sonido de tal manera que lo dobla alrededor.

Por lo tanto, como una onda de sonido viene cerca del contacto de este material, se dobla alrededor; se llevan a cabo muchos bendings. Por lo tanto, y luego pasa por el otro extremo sin influencia o sin ningún cambio en el patrón. Por lo tanto, lo que parece es que, el tipo de patrón de onda que estaba allí antes de golpear el objeto es el mismo que lo que sucedió después de golpear el objeto.
Por lo tanto, el objeto que se coloca en el camino de las ondas de sonido, no afecta las ondas de sonido, simplemente hace que pasen a través.
Por lo tanto, este tipo de patrón también puede ser pensado como; Supongamos que usted tiene un río y tiene una piedra en el medio y allí el agua está fluyendo, entonces el agua simplemente fluirá alrededor de la piedra y luego otra vez fluirá. Por lo tanto, la piedra no tendrá ningún efecto en el flujo del agua; de la misma manera que esta capa está diseñada. Por lo tanto, lo que hace es que, sobre un objeto; el sonido incidente de todas las direcciones se doblará alrededor de la capa, que pasará sin ningún cambio significativo en el patrón de onda después de cruzar la capa.
(Consulte la hora de la diapositiva: 06:05)

Por lo tanto, esto nos deja decir que este era un frente de onda típica en un medio homogéneo, este.
Así que, como se puede ver la onda de sonido está pasando a través de y no hay ninguna obstrucción o desviación o difracción; ninguna dispersión, ninguna difracción no está sucediendo nada, está de paso uniformemente. Entonces, ¿qué a un observador aquí? Así que, si supongamos que hay un observador aquí, y algunas ondas de sonido son incidentes. Así que, para él el camino y hay algún observador aquí. Por lo tanto, la forma en que ve el sonido y la forma en que recibe el sonido es la misma. Así que, para ellos no hay objeto de por medio; pero si hubo algún objeto de por medio y tuvimos algún emisor y algún receptor aquí. Así que, lo que se verá es que, hay algún objeto de por medio y es por eso que el frente de onda se ha distorsionado de repente y se está dispersando y se están produciendo reflexiones. Pero, ¿qué hace la capa? Por lo tanto, este es el patrón de onda que se está emitiendo. Cuando alcanza alrededor de la región de la capa, entonces alguna flexión aguda tiene lugar alrededor y luego después de la flexión cuando cruza a través, vuelve a recuperar el mismo patrón.
Por lo tanto, los metamateriales acústicos pueden ser diseñados; porque sabemos que se pueden hacer para tener refracción negativa, se pueden hacer para detener y bloquear las ondas de sonido. Por lo tanto, se pueden hacer para manipular o doblar las ondas de sonido como quieran. Por lo tanto, la propiedad del metamaterial puede ser tan diseñada que, cuando la onda de sonido lo golpea, se mantiene doblando alrededor de su circunferencia. Por lo tanto, si este es el objeto aquí y la onda de sonido lo está golpeando; se dobla alrededor de toda su circunferencia y después de doblar, de nuevo recupera el patrón original. Por lo tanto, lo que se verá es efectivamente este objeto no tendrá ningún efecto en el flujo de sonido.
(Consulte la hora de la diapositiva: 08:02)

Entonces, ¿cómo se puede usar esto? Ahora, sabemos que la mayoría de las; algunas de las aplicaciones de este dispositivo de revestimiento podría ser que podemos recubrir las paredes de un edificio. Por lo tanto, las paredes pueden ser recubiertas con un metamaterial acustico de recubrimiento. Por lo tanto, dondequiera que cualquier sonido del ambiente exterior sea golpeado en el que es bombardeado en las paredes de las ondas que simplemente se dobla alrededor, nunca entra en la casa, simplemente se dobla alrededor y pasa a través. Así que, si recubren esta pared se dice una especie de insonorización de su habitación. Por lo tanto, podría hacerse.
Por lo tanto, la prueba de sonido se puede hacer cuando los materiales de la pared exterior, si esta es la casa aquí y el exterior está pintado con algunos dientes. Por lo tanto, este es un metamaterial acústico de cloak y esta es la casa. Por lo tanto, cuando las ondas están golpeando desde cualquier dirección, sólo se doblarán y pasarán sin entrar en el propio material, sin entrar en la propia casa. Por lo tanto, se volverá sin influencia o no afectado por las ondas de sonido.
De la misma manera este tipo de material también se puede utilizar dentro de salas de conciertos. Por lo tanto, puede tener diferentes parches de estos materiales colocados en diferentes ubicaciones. Así que, cada vez que un cantante está cantando o alguien está actuando en el escenario y las ondas de sonido se están propagando; puede golpear esos parches de material, se doblará alrededor bruscamente y luego se puede utilizar para enfocar el sonido en ciertos puntos dulces, acústicos y dulces.
Así que, digamos que tenemos un gran auditorio o una gran casa de ópera y el cantante o el músico viene y actúa y tenemos la zona de estar. Entonces se puede hacer la colocación de tal material de cloak, de modo que cuando el sonido, siempre que el sonido los golpea, se dirige hacia el asiento del receptor. Por lo tanto, en ciertas posiciones se obtiene una intensidad de sonido muy completa e incluso los asientos, incluso los oyentes que están sentados en el extremo trasero. Por lo tanto, el extremo frontal siempre puede escuchar la música claramente; pero el que sobre si es un auditorio muy grande o una casa de ópera muy grande, entonces los altavoces, en los oyentes en el extremo de atrás, no serían capaces de escuchar al músico tan bien.
Por lo tanto, si este tipo de parches están conectados, entonces podrán dirigir y reflejar la onda de sonido, de modo que se pueda enfocar alrededor de la zona de asientos de los oyentes de la espalda. Así que, ahora, los oyentes frontales también pueden escuchar el sonido correctamente y el rendimiento correctamente; el oyente de atrás también puede ver al, también puede escuchar al intérprete muy correctamente. Por lo tanto, las manchas de los dulces acústicos se pueden crear usando tales materiales, ok.
Por último y lo más importante, de hecho esta es la aplicación más importante o la aplicación más ampliamente propuesta de cloaking acústico metamaterial está en defensa. Así que, ahora ya sabes que, la técnica de detección de objetos ultrasónicos o sonar tal tipo de técnicas se utilizan para detectar los objetos bajo el mar o debajo del océano.

Así que, usando, por lo que usa algunas ondas de sonido de alta frecuencia; es bombardeada dentro del océano y donde quiera que golpee un objeto, se reflejará de vuelta. Y el tiempo que toma el viaje de vuelta se utiliza entonces para calcular cuál es la distancia entre ese objeto y la fuente de donde se está emitiendo el sonido. Por lo tanto, tenemos un receptor y la unidad del emisor juntos; ellos impactan las ondas de sonido en el océano y cuando y ellos y el tiempo tomado para que vuelva se mide. Así que, cada vez que suceden las reflexiones y la ola se reciben de vuelta al tiempo; entonces te da cuál es la distancia recorrida por estas ondas de sonido y luego puedes estimar cuál será la distancia aproximada del objeto que está dentro de un mar o océano.
(Hora de la diapositiva: 12:08)

Así que, en vez de esto supongamos que ahora tenemos. Por lo tanto, esta es la técnica utilizada principalmente para detectar submarinos, buques de agua, buques de guerra, etcétera. Así, en la industria de la defensa se utiliza para detectar los objetos ocultos dentro del mar. Pero cuando ocultaste cuando recubres el cuerpo de submarinos, vasos de agua, buques de guerra etcétera con alguna prueba de agua que recubre metamaterial acústico; entonces cada vez que el transmitido la detección cada vez que las señales del sonar golpean tal tipo de objetos, entonces no serían capaces de reflejar atrás, simplemente se doblarán y pasarán a través. Así, pues, porque ninguna señal será recibida de vuelta; así que se verá como si no hubiera ningún objeto en absoluto. Por lo tanto, será fácilmente capaz de ocultar submarinos y buques de guerra de ser detectados por la técnica de sonar.
Y para ello necesita doblar estos infrasónicos y las ondas de rango de frecuencias ultrasónicas. Así que, en general se pueden utilizar para crear algunos buques de guerra furtivos; por lo que podemos tener submarinos, vasos de agua etcétera y abrirlos con este tipo de material de cloak. Por lo tanto, que cuando están dentro del mar, la unidad de detector del enemigo no es capaz de detectar este tipo de naves; porque cualquier señal de sonar que viene a ellos, simplemente pasa a través y no se refleja de vuelta. Por lo tanto, eso es como algunas de las aplicaciones y los usos de la técnica de cloak acústica y esta es una potencial aplicación del metamaterial acústico.
(Consulte la hora de la diapositiva: 13:46)

Y algunos de los intereses. Por lo tanto, le doy a usted un poco de los papeles aquí, que usted puede tomar como referencias si usted está interesado en leer más, ok.
(Consulte la hora de la diapositiva: 13:54)

Ahora, comencemos con la segunda aplicación que es súper lente acústica. Así que, antes de describir lo que es súper lente acústico; tengo que explicarte brevemente cuál es el tipo diferente de campo de sonido, lo que se entiende por un campo cercano, lo que se entiende por un campo lejano, y lo que se entiende por una onda evanescente. Por lo tanto, si esta es una fuente de sonido aquí; entonces por lo general el campo de sonido muy cerca de la fuente de sonido en el orden de su longitud de onda del sonido que se emite. Así que, digamos hasta una distancia de 2λ alrededor de la fuente de sonido, el campo que es existente es lo que es el campo cercano. Así, este A aquí es un campo cercano que es aproximadamente 2λ, de 0 a 2λ aparte de la fuente de sonido. Y todo el campo más allá de esta distancia de la fuente entonces viene en el campo lejano Así, este es el campo cercano y el campo lejano. Por lo tanto, los campos de sonido son de dos tipos.
(Hora de la diapositiva: 14:59)

Así que, en el campo cercano, hasta ahora cualquier ecuación que estudiamos en este curso; así, estudiamos algunas ecuaciones acerca de la propagación del sonido a través del medio fluido, las interacciones del sonido en la superficie del límite, y tuvimos alguna ecuación de onda armónica del plano, tuvimos la ecuación general de onda acústica lineal.
Por lo tanto, todas estas ecuaciones fueron para la condición de campo lejano, cuando las ondas de sonido que están propagando en la naturaleza. Por lo tanto, se están propagando a tiempo y también se están propagando en el espacio. Así: p = Ae j (ωt−kx)

Esta era una expresión común utilizada; pero eso sólo es válido para el campo lejano. En el campo cercano o muy cerca de la fuente dentro de la distancia de 2λ, lo que pasa es que, las ondas de sonido se comportan de una manera muy compleja.
Entonces, si ven aquí, ¿qué sucede aquí es que muy cerca de la fuente, la energía de sonido que circula de un lado a otro con la superficie vibratoria de la fuente? Por lo tanto, la fuente es en realidad una superficie vibratoria, es una esfera pulsante, o es un tenedor de sintonía vibratorio o algo así. Así, la superficie vibratoria crea la energía de sonido y esta energía de sonido cerca de la superficie vibratoria nunca se propaga, simplemente sigue circulando de un lado a otro.
Y este tipo de ondas que no se propagan, más bien sólo generan y decaimiento son llamadas como ondas evanescentes. Así que, muy cerca de la fuente se desarrollan las ondas evanescentes; pero a medida que nos alejamos de la fuente, entonces parte del campo de sonido que circula y algunos de ellos se propaga y después de 2λ todas las ondas se propagan en la naturaleza. Por lo tanto, en el campo lejano la fuente es lo suficientemente lejos, de modo que las ondas de sonido que emanan de la fuente se están propagando completamente en la naturaleza.
(Hora de la diapositiva: 16:58)

Para explicar más claramente este fenómeno en particular, digamos este diagrama que puede ver aquí; tenemos alguna fuente de sonido aquí, y este es el campo cercano, toda esta cosa es el campo cercano. Por lo tanto, dentro del campo cercano o muy cerca de la fuente, la onda de sonido está regresando y viniendo, de un lado a otro, nunca se está propagando, está circulando y muriendo en el proceso. Pero después de la cerca después de la transición cuando llega al campo lejano,

La mayoría de las ondas sonoras se están propagando en la naturaleza y se propagan hacia el exterior en el espacio.
(Consulte la hora de la diapositiva: 17:34)

Así, las ondas evanescentes se generan en el campo cercano y estas son una típica ola de descomposición exponencial y se desvanecen rápidamente. Por lo tanto, habíamos estudiado este tipo de onda en la segunda conferencia sobre la introducción a los metamateriales acústicos, así que, cuando les estaba explicando lo que sucede cuando B o ρ se vuelve negativo, en ese caso la naturaleza de la onda.
Por lo tanto, esta es la expresión para una onda acústica de propagación de avance armónico este; pero para las ondas de evanescente el vector de propagación k es imaginario. Y si usted se refiere de nuevo a la conferencia número 25, así que cuando k es imaginario, si usted entra este valor aquí, k es imaginario, por lo que es algunos j veces un número real. Por lo tanto, cuando se utiliza esta expresión en esta ecuación en particular, por lo que, con lo que termina es: p = Ae
−krealxe jωt

Así que además de firmar aquí.
Así que, esto va a ser: (ωt − kx), una pequeña modificación aquí y esto va a ser más aquí. Así, usted puede referirse a esta derivación en la conferencia 2 de metamateriales acústicos, que es la conferencia número 25 en general. Por lo tanto, lo que obtenemos es que siempre que el vector de propagación es imaginario; lo que significa que, estas ondas no están propagando sobre el espacio. Por lo tanto, solo están variando sinusoidalmente con el tiempo, pero están decayendo ola. Por lo tanto, decae exponencialmente sobre el espacio.
Así que, si esto es x, esto es p; entonces tan pronto como la onda se genera, se descompone, nunca es capaz de alcanzar más allá del campo cercano. Entonces, ¿cómo funciona el súper lente acústico? Por lo tanto, te dije este concepto de onda evanescente y cerca de campo y campo lejano, porque es importante para nuestra discusión de súper lente acústica.
(Hora de la diapositiva: 19:48)

Por lo tanto, en un material acústico convencional sólo es capaz de capturar las ondas de propagación desde el campo lejano. Por lo tanto, sólo las olas que se están propagando se doblarán alrededor. Así, este es el frente de onda, se dobla alrededor; este es el frente de onda, se dobla alrededor y luego finalmente se puede enfocar en cierto punto y se puede obtener una imagen acústica.
Por lo tanto, si tenemos un tipo de flexión de un material, entonces puede doblar este tipo de ondas de propagación en general. Y en ese caso la resolución espacial se limita a la longitud de onda; porque sólo son capaces de enfocar entonces las ondas de campo lejos, y el campo lejano comienza con alrededor de 2λ. Por lo tanto, por lo general el orden de su resolución espacial es λ. Por lo tanto, la resolución espacial es dada por λ que es la longitud de onda emitida por la fuente. Esta es la resolución mínima:

Δx ≈ λ

Y esta limitación de la resolución se llama límite de difracción.

Así que, para explicárselo en términos sencillos; si tiene una capa de metamaterial lo siento, si tiene una capa de material acústico convencional simple y cuando las ondas de sonido que golpean, se doblarán alrededor, seguirán la ley de Snell, después de doblarse alrededor del otro extremo pueden converger. Y cuando convergen, se forma una imagen acústica o se produce el enfoque de sonido; una lente es lo que es el principio de una lente, una lente acústica, se utiliza para enfocar las ondas de sonido en ciertos puntos.
Pero en tales lentes sólo puede doblar las ondas de propagación, por lo que las ondas que salen del campo lejano. Y cualquier información generada en el campo cercano. Así que, siempre que lo sea. Por lo tanto, en ese caso la resolución es λ y siempre que sea menos que λ; lo que significa que es la información que sale del campo cercano. Y en ese caso no somos capaces de enfocar tan cerca las ondas de campo o las ondas evanescentes y se pierde algo de información.
Por lo tanto, siempre hay una limitación. Por lo tanto, lo que podría ser la resolución espacial mínima a la que estos materiales pueden enfocar el sonido.
(Hora de la diapositiva: 22:05)

Ahora un súper lente es ¿qué? Es un dispositivo que se puede utilizar para obtener imágenes acústicas de alta definición de sustancias extremadamente pequeñas que son de dimensiones de sub-longitud de onda. Por lo tanto, aquí para un súper lente esta resolución espacial será mucho más pequeña que λ. Por lo tanto, esa es una lente donde se puede enfocar y la resolución puede ser aún más pequeña que lo que se predice por el límite de difracción.

(Consulte la hora de la diapositiva: 22:36)

¿Y cómo se logra esto?
Por lo tanto, cuando los metamateriales acústicos dobles negativos se utilizan con el índice de refracción negativa, entonces pueden ser capaces de doblar las ondas muy bruscamente a diferencia del material convencional. Por lo tanto, el material convencional, supongamos que este es el tipo convencional de flexión; pero con un material de índice negativo si la onda golpea en esta dirección, puede doblarse muy bruscamente.
Por lo tanto, se puede obtener una flexión muy aguda y es por eso que podríamos capturar estas ondas evanescentes que vienen del campo cercano. Por lo tanto, si coloca este objetivo muy cerca del objeto, puede incluso capturar las ondas evanescentes, así como las ondas de propagación.

(Hora de la diapositiva: 23:21)

Entonces, ¿cómo se capturan las ondas evanescentes? Por lo tanto, digamos que se trata de una onda evanescente en descomposición exponencial; cuando golpea el material y luego se somete a flexión inversa muy nítida. Por lo tanto, hay una aguda flexión inversa, una flexión inversa muy aguda está sucediendo; debido a que de repente alcanza una alta magnitud, después de lo cual vuelve a regresar a ella está en descomposición, pero para el momento en que usted puede tener un receptor aquí y usted puede capturar esta información.
Por lo tanto, en general lo que quiero decir es que; si usted tiene un metamaterial acústico que tiene un índice de refracción negativo, por lo que será capaz de doblar las ondas de sonido o convertir las ondas de sonido muy bruscamente, incluso en la dirección inversa. Por lo tanto, si puede doblar las ondas de sonido muy bruscamente en la dirección inversa, puede ser capaz de capturar las ondas de evanescente de descomposición exponencial.
Por lo tanto, tendrá un más claro, te puede dar sonido. Así que, puede ser, sería capaz de detectar y enfocar las ondas incluso con incluso cuando la fuente, incluso cuando la resolución es menor que λ. Y te daré un numérico para explicar este concepto más allá, para que te resulte más claro.

(Hora de la diapositiva: 24:43)

Entonces, en primer lugar, ¿cómo se puede usar estos súper lentes? Se pueden utilizar para aumentar la resolución de las técnicas de ultrasonido convencionales, que se utilizan para detectar defectos de minuto y luego también se puede utilizar para aumentar la resolución de técnicas de prueba no destructivas que utilizan tales sensores ultrasónicos.
Y actualmente para es una detección ultrasónica de defecto o para el ultrasonido, utilizamos muy alta frecuencia; y cuál es la razón para utilizar la frecuencia muy alta en algún lugar de 2 a 15 megahercios, porque la resolución es aproximadamente λ. Así que, si usas una frecuencia muy alta; lo que significa que el valor de λ va a ser muy bajo. Por lo tanto, lo que significa que la resolución será. Por lo tanto, lo que significa que obtendrás una imagen más clara; incluso se puede detectar un defecto de minuto pequeño del orden de λ. Por lo tanto, los defectos muy pequeños pueden ser detective, si se utiliza una frecuencia muy alta; se quiere hacer que se quiera mejorar la resolución, por lo que en ese caso hay que aumentar la frecuencia.
Pero si usted utiliza ondas de baja frecuencia, entonces en ese caso la resolución de resolución que es correspondiente a λ será más grande y algunos de los efectos de minuto no pueden ser detectados en eso. Pero si usted usa el súper lente, entonces incluso las ondas de baja frecuencia pueden ser usadas para detectar defectos de algunos minutos; porque en ese caso la resolución no se limita a λ, la resolución puede ser mucho más pequeña que λ.

(Consulte la hora de la diapositiva: 26:10)

Por lo tanto, vamos a resolver rápidamente un numérico aquí para ver un ejemplo de esta técnica. Así, aquí en este problema se da que, una técnica de detección ultrasónica existente utiliza frecuencias de 10 megahercios para detectar los defectos dentro de un material. Por lo tanto, tenemos un material, tenemos un sensor ultrasónico que se siente en la parte superior del material, y luego es capaz de detectarlo al incidir en el sonido de la frecuencia de 10 megahercios. ¿Cuál será el tamaño mínimo de defecto que puede detectar, si la velocidad media del sonido en el material es de 1500 metros por segundo?
Por lo tanto, esto podría sonar como un problema complicado, pero es muy simple aquí.
(Consulte la hora de la diapositiva: 26:58)

Entonces, aquí lo que sabemos es que la frecuencia que está siendo bombardeada por el sensor o el detector ultrasónico es

10 MHz = 107 Hz

Y la velocidad del sonido dentro del material, así que este es el material aquí; esta es la capa de material y este es algún dispositivo ultrasónico de detección de defectos. Por lo tanto, lo que hace este dispositivo es que, hace un escaneo y en ese escaneo incluso envía las ondas de sonido de la frecuencia de 10 megahercios. Y cuando las ondas de sonido golpean, reflejan de nuevo y luego se detecta el defecto; y el c dentro de este medio en el material se da para ser 1500 milli segundos. Por lo tanto, supongamos que la onda de sonido golpeó cierto defecto aquí y luego las ondas reflejadas se remontan.
Entonces, ¿cuál será la longitud de onda para esta onda correspondiente? La longitud de onda, por lo que para las ondas emitidas por un defecto, por lo que para las ondas que se emiten desde el defecto; el λ será el c de ese medio donde el defecto existe. Por lo tanto, las salidas de defectos en el material. Así, c de ese medio dividido por el f y la frecuencia permanece constante es independiente del medio.
Por lo tanto, tenemos:

Λ = c f
= 1500 107 m = 1,5 × 10 − 4 m

Por lo tanto, esta es la longitud de onda que está siendo emitida por el defecto, una vez que las ondas de impacto lo golpean. Por lo tanto, esta es la longitud de onda reflejada.
Y ahora sabemos que se trata de una técnica convencional. Por lo tanto, en ese caso sólo puede capturar los objetos que son del orden de λ; porque la resolución es del orden de λ. Por lo tanto, el tamaño mínimo de defecto que puede capturar, la técnica puede capturar; la captura va a ser del orden de λ, que va a ser el orden de: 10 − 4 m = 0.1 mm.

(Hora de la diapositiva: 30:04)

Así, con esta técnica y con la frecuencia dada de la ecografía, el tamaño mínimo de defecto que puede capturar es del orden de 0,1 milímetros. Por lo tanto, como se ven ondas de frecuencia muy alta se utilizan para la detección basada en ultrasonidos, porque para aumentar la resolución e incluso detectar defectos de tamaño pequeño. Pero si tuviésemos un metamaterial acústico; en ese caso donde incluso se podrían usar ondas de baja frecuencia, porque entonces la resolución espacial será del orden mucho menor que λ.
Por lo tanto, con esto me gustaría terminar la discusión sobre cuáles son las aplicaciones potenciales de los metamateriales acústicos. Por lo tanto, estas son las aplicaciones que se están proponiendo; la mayoría de ellas son de naturaleza teórica y hasta ahora todavía estamos esperando alguna verificación experimental de estas ideas. Por lo tanto, de la siguiente clase comenzaremos nuestra discusión sobre un metamaterial particular que es un tipo de membrana metamaterial.
Gracias.