超音波浮上 | toshiのブログ

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日頃、科学技術について調査していることや趣味でやっていることなどを紹介していきます。

クラドニ図形の紹介では、水平面の定在波の中で粒子が移動する様子が見られました。

もし、定在波が垂直方向に生じていたらどうなるでしょうか。
以下の動画は、空気中で超音波定在波を垂直方向に発生させ、水滴が浮く様子が見られます。

上から流れてきた霧状の細かい粒子が集まって水滴が成長しています。
振動する空気が水滴に与える圧力は場所によって異なり、その差分が水滴が受ける推力になります。
推力は、定在波の節の方向に向いており、重力とバランスするポイントで浮揚します。
水滴があまり大きくなると重力が大きくなり、バランスの限界を超えてしまうとついに落下します。
水滴のサイズが大きくなると、推力の増加よりも、重力の増加が顕著なため、落下するときがきます。