¿Es teóricamente posible proyectar sonido en una línea, como linternas?

Me preguntaba si hay una forma de proyectar ondas de sonido en un punto en particular, como un láser. Para que pueda, puede enviar de forma privada un mensaje de voz a una persona específica en la multitud.

La primera idea que me viene a la mente es colocar una superficie parabólica junto a la fuente de sonido, como en las linternas. Esta solución parece estar bien al principio, sin embargo, hay un gran problema: la difracción. Las ondas de sonido tienen una longitud de onda de 1,7 cm a 17 m, lo que significa que se difractarán inmediatamente. Y quiero concluir que, aunque podemos alinear perfectamente las ondas de sonido en una dirección recta, no es posible dirigir el sonido a un punto en particular, porque el sonido apenas se difracta.

Así que estoy aquí para preguntar: ¿Esta conclusión es correcta? ¿No hay forma de evitar la difracción?

Gracias de antemano.

Sí, hay una analogía completa con el láser. Para eso, el haz de sonido debe ser amplio y la multitud muy rara.
Hubo un proyecto de Kickstarter de 2012 que afirma haber creado un "láser" de sonido. No lo he probado, pero puede valer la pena echarle un vistazo. kickstarter.com/projects/richardhaberkern/…

Respuestas (3)

No se puede evitar la difracción. Viene con ondas. Incluso los rayos láser se propagan por difracción.

Es posible generar un grano láser con una sección transversal de función de Bessel. En este caso, el ángulo del haz es 0. Esto se ha utilizado para aplicaciones como la perforación con láser. Es posible hacer lo mismo con ultrasonido. http://en.wikipedia.org/wiki/Bessel_beam

Los haces de ultrasonido se utilizan en aplicaciones médicas. http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CCgQFjAB&url=http%3A%2F%2Fwww.tankonyvtar.hu%2Fhu%2Ftartalom%2Ftamop425%2F0006_Orvosbiologiai_kepalkoto_rendszerek%2FOB_ultrah_4. pdf&ei=_d-vVIi4B8WZNufCgdAN&usg=AFQjCNEvpeAH11_RGgj4WqDt0YDn_9jUyA&sig2=lw99ih7FU3tRo-72HNhCMg&bvm=bv.83339334,d.eXY

y armas http://en.wikipedia.org/wiki/Long_Range_Acoustic_Device Tenía la impresión de que las armas tenían un ángulo de haz mucho más estrecho que 30 grados. Pero tal vez no.

"Esto se ha utilizado para aplicaciones como la perforación con láser". ¿Tienes alguna referencia aquí? Un haz de Bessel perfecto no puede existir, porque sería de extensión infinita. Sin embargo, estaría muy interesado en cualquier análisis que analice el efecto de las desviaciones inevitables del verdadero haz de Bessel en su éxito en la perforación con láser. Tenía la impresión de que la perforación con láser, aunque tiene una repetibilidad y un control excelentes, no podía perforar mucho más profundo que las perforadoras mecánicas convencionales, es decir, la relación de aspecto del orificio (profundidad/diámetro) está limitada a ser inferior al orden...
.... de entre 30 a 50. ¿Sabes si mi impresión es correcta, o la relación de aspecto podría ser considerablemente mayor que esta y que he estado hablando con las personas equivocadas?
+1 Por cierto: especialmente por recordarme los méritos de la viga Bessel para perforar; esto es relevante para un problema de diseño que tengo en este momento.
¿Probablemente va a utilizar un láser de CO2 y una lente de ZnSe para perforar? Una empresa que fabrica lentes sería una buena apuesta para obtener información. Estoy un poco desactualizado. Han pasado 30 años desde que trabajé para uno. No esperaría que el diámetro del haz sea el factor limitante. A 10,6 um, los índices de refracción son muy altos. Una lente singlete puede tener una difracción limitada. Lo más probable es que el límite produzca un perfil de Bessel preciso. Una lente axicon cónica no es perfecta. Dependiendo de su presupuesto, ¿quizás se podría diseñar una lente asférica?
Esto no evita la difracción. Simplemente hace que el campo cercano sea muy grande.

Hay una buena cantidad de investigación que se ha dedicado a generar sonido audible a partir de ultrasonido . El foco de audio (sin afiliación), por ejemplo, puede "transmitir" sonido en un par de metros con un ancho relativamente estrecho. Los láseres tienen un haz mucho más angosto y pueden cubrir mayores distancias, pero bajo las condiciones adecuadas probablemente podría apuntar a un individuo (o pequeños grupos de individuos) en una multitud.

No estoy seguro de lo que quieres decir con que se difractarán inmediatamente debido a su longitud de onda. Los amplificadores de sonido parabólicos funcionan y los he visto (¿oí?) implementados en el Exploratorium de San Francisco: http://en.wikipedia.org/wiki/Acoustic_mirror .

Creo que se utilizan sobre todo para recibir sonido. Por supuesto que se pueden usar como un espejo parabólico de linterna, pero el problema es que ellos (o cualquier otro dispositivo que funcione de esta manera) no pueden hacerlo de forma nítida; incluso en papel.