12:27 2023-03-26
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Cum sună elementele?
_ Ce fac elementele sună ca?
În chimie, avem He, Fe și Ca — dar cum rămâne cu do, re și mi? Melodiile bântuitoare de frumoase nu sunt primele lucruri care vă vin în minte când priviți tabelul periodic al elementelor. Cu toate acestea, folosind o tehnică numită sonificare a datelor, un absolvent de facultate recent a transformat lumina vizibilă emisă de elemente în sunet, creând sunete unice și complexe pentru fiecare. Astăzi, cercetătorul raportează primul pas către un tabel periodic interactiv, muzical.
Cercetatorul își va prezenta rezultatele la reuniunea de primăvară a Societății Americane de Chimie (ACS). ACS Spring 2023 este o întâlnire hibridă care se desfășoară virtual și în persoană între 26 și 30 martie.
Anterior, W. Walker Smith, unicul investigator al proiectului, și-a luat pasiunile combinate de muzică și chimie și a convertit natura naturală. vibrații ale moleculelor într-o compoziție muzicală. „Apoi am văzut reprezentări vizuale ale lungimilor de undă discrete ale luminii eliberate de elemente, cum ar fi scandiul”, spune Smith. „Erau superbe și complexe și m-am gândit: „Uau, chiar vreau să le transform și eu în muzică.”
Elementele emit lumină vizibilă atunci când sunt energizate. Această lumină este alcătuită din mai multe lungimi de undă individuale, sau anumite culori, cu niveluri de luminozitate care sunt unice pentru fiecare element. Dar pe hârtie, colecțiile de lungimi de undă pentru diferite elemente sunt greu de distins vizual, în special pentru metalele de tranziție, care pot avea mii de culori individuale, spune Smith. Transformarea luminii în frecvențe sonore ar putea fi o altă modalitate prin care oamenii pot detecta diferențele dintre elemente.
Cu toate acestea, crearea de sunete pentru elementele din tabelul periodic s-a mai făcut. De exemplu, alți oameni de știință au atribuit cele mai strălucitoare lungimi de undă notelor individuale cântate de clapele unui pian tradițional. Dar această abordare a redus varietatea bogată de lungimi de undă eliberate de unele elemente în doar câteva sunete, explică Smith, care este în prezent cercetător la Universitatea Indiana.
Pentru a păstra cât mai mult din complexitatea și nuanța elementului. pe cât posibil, Smith a consultat mentori ai facultății de la Universitatea Indiana, inclusiv David Clemmer, Ph.D., profesor la departamentul de chimie, și Chi Wang, D.M.A., profesor la Jacobs School of Music. Cu ajutorul lor, Smith a construit un cod de computer pentru sunet în timp real care a convertit datele de lumină ale fiecărui element în amestecuri de note. Lungimile de undă de culoare discretă au devenit unde sinusoidale individuale a căror frecvență corespundea cu cea a luminii, iar amplitudinea lor se potrivea cu luminozitatea luminii.
La începutul procesului de cercetare, Clemmer și Smith au discutat asemănările de model între lumină și vibratii sonore. De exemplu, în culorile luminii vizibile, violetul are o frecvență aproape dublă față de roșu, iar în muzică, o dublare a frecvenței corespunde unei octave. Prin urmare, lumina vizibilă poate fi gândită ca o „octavă de lumină”. Dar această octavă de lumină este la o frecvență mult mai mare decât intervalul audibil. Așadar, Smith a redus frecvențele undelor sinusoidale cu aproximativ 10-12, adaptând ieșirea audio într-un interval în care urechile umane sunt cele mai sensibile la diferențele de înălțime.
Deoarece unele elemente aveau sute sau mii de frecvențe, codul a permis ca aceste note să fie generate în timp real, formând armonii și modele de bătaie pe măsură ce se amestecau. „Rezultatul este că elementele mai simple, cum ar fi hidrogenul și heliul, sună vag ca acorduri muzicale, dar restul au o colecție mai complexă de sunete”, spune Smith. De exemplu, calciul sună ca niște clopote care sunează împreună cu un ritm rezultat din modul în care frecvențele interacționează între ele. Ascultarea notelor din alte elemente i-a amintit lui Smith de un zgomot de fundal înfricoșător, asemănător muzicii folosite în filmele de groază. A fost mai ales surprins de elementul zinc, care, în ciuda faptului că are un număr mare de culori, suna ca „un cor angelic cântând o coardă majoră cu vibrato”.
„Unele note sună dezacordat, dar Smith a păstrat asta în această traducere a elementelor în muzică”, spune Clemmer. Aceste tonuri off-key - cunoscute muzical ca microtonuri - provin din frecvențele care se găsesc între clapele unui pian tradițional. De acord, Wang spune: „Deciziile cu privire la ceea ce este vital să păstrați atunci când faceți sonificarea datelor sunt atât provocatoare, cât și pline de satisfacții. Și Smith a făcut o treabă grozavă luând astfel de decizii din punct de vedere muzical.”
Următorul pas este pentru a transforma această tehnologie într-un nou instrument muzical cu o expoziție la Muzeul de Știință, Sănătate și Tehnologie WonderLab din Bloomington, Indiana. „Vreau să creez un tabel periodic muzical interactiv, în timp real, care să permită atât copiilor, cât și adulților să selecteze un element și să vadă o afișare a spectrului său de lumină vizibilă și să-l audă în același timp”, spune Smith. El adaugă că această abordare bazată pe sunet are valoare potențială ca metodă alternativă de predare în sălile de curs de chimie, deoarece este incluzivă pentru persoanele cu deficiențe de vedere și stiluri diferite de învățare.
Marți, 28 martie, la ora 3:00. p.m., în timpul întâlnirii ACS de primăvară 2023, Smith va interpreta și „The Sound of Molecules”, un spectacol care va prezenta clipuri audio ale câtorva elemente, precum și „compoziții” de molecule mai mari.
Comentarii:
Adauga Comentariu