Bộ trực quan hóa sóng âm bằng laser

Laser visualizer of sound waves

Âm thanh lan truyền dưới dạng sóng cơ học qua các phân tử không khí. Thiết bị này có một màng cao su rung theo sóng âm. Trên màng có gắn một miếng gương nhỏ, và một tia laser sẽ chiếu vào đó. Gương rung theo màng, phản xạ tia laser và tạo thành hình ảnh. Mỗi loại âm thanh, cao độ và tần số khác nhau sẽ cho ra các hoa văn riêng.

Chuẩn bị:

• Máy in 3D
• Laser pointer
• Bóng bay cao su hoặc găng tay y tế
• Một mảnh gương nhỏ hoặc bề mặt phản quang khác
• Kéo
• Keo dán

Hướng dẫn lắp ráp:

In tất cả các chi tiết, không cần support. Dán các phần đã in lại với nhau.
 

Cắt bóng bay cao su làm đôi. Lấy nửa nhỏ hơn cắt tiếp thành các miếng nhỏ để làm vòng thun đàn hồi.
 

Đặt một miếng bóng bay lớn phủ lên lỗ tròn. Như vậy mình sẽ tạo được một màng đàn hồi. Tiếp theo, dùng một vòng thun lớn để cố định màng lại.
 

Dán các phần của giá đỡ laser lại với nhau. Đặt laser lên giá và dùng các vòng thun cắt từ bóng bay để siết cố định.
Dán giá đỡ laser vào thân thiết bị
 

Ngay vị trí tia laser chiếu trúng màng, dán một miếng gương nhỏ. Không nhất thiết phải dán gương đúng ngay giữa vòng tròn. Mình dùng miếng gương lấy từ cụm quang CD-ROM.

Cách sử dụng thiết bị:
Dùng vòng thun giữ nút bấm laser để laser luôn sáng. Hướng âm thanh từ giọng nói, hát, hoặc dùng bluetooth speaker để tạo tần số âm thuần bằng trang web: https://onlinetonegenerator.com
 

Một tần số sẽ cho ra hình bầu dục. Nếu phát hai tần số cùng lúc (mở hai trang trong cùng một trình duyệt), các sóng sẽ “dính” với nhau tạo giao thoa. Khi đó tia laser sẽ vẽ ra những hình phức tạp, giống cycloid hoặc mandala. Bên dưới là video demo. Camera không thể bắt hình ảnh một cách hoàn hảo; thực tế nhìn bằng mắt sẽ đẹp hơn nữa.

Cùng một tần số vẫn có thể tạo ra các họa tiết khác nhau trên những thiết bị khác nhau, không giống như các hình mình tạo. Điều này liên quan tới cộng hưởng (resonance), lực căng của màng, độ dày màng, chất liệu của thiết bị và màng, khối lượng và vị trí dán gương.

Hãy thêm hình ảnh những hoa văn thú vị mà bạn tạo được với thiết bị này.