Американский исследователь использовал компьютерный код для преобразования электромагнитной волны в звуковую. Таким образом ему удалось выделить звучание разных атомов. Результаты работы были представлены на Комференции Американского химического общества, также опубликовано видео.
Каждый химический элемент имеет свой «цвет» — атомный спектр. Он получается, когда атом поглощает или испускает свет (электромагнитную волну) определенной длины. Например, если нагреть натрий, пламя окрашивается в желтый — в это время электрон совершает квантовый «прыжок» с одной разрешенной электронной орбитали на другую, и атом натрия как бы «подсвечивается». Спектр индивидуален у каждого элемента и с возрастанием количества орбиталей становится все более сложным. В особенности же это касается d-элементов периодической таблицы: медь, к примеру, можно заставить светиться как оранжевым, так и зеленым. Спектр многих элементов содержит в себе огромное множество разных цветов и линий разной интенсивности, при этом проявление цвета зависит только от физических условий. Из-за этого визуально отличить сложный спектр одного элемента от другого становится трудной задачей.
Исследователь из Индианского университета Уокер Смит решил расширить наше понимание атомного спектра и преобразовал цвет в звук с помощью метода «озвучивания данных» (data sonification). С помощью этого метода ранее уже были получены звуки черных дыр и Млечного Пути. Уокер Смит создал специальный компьютерный код, который превратил спектроскопические данные каждого элемента в музыкальные ноты. Дискретные волны приобрели вид синусоидальной волны, частота волн соответствовала частоте излучения, а амплитуда соответствовала яркости.
Смит и его научная команда проследили сходство между звуковыми и электромагнитными колебаниями. Например, в цветах видимого спектра фиолетовый обладает вдвое большей частотой, чем красный, а в музыке удвоение частоты соответствует октаве. Смит уменьшил частоты синусоидальных волн на 10-12, чтобы звуковая волна была приближена к значениям, к которым человеческий слух наиболее чувствителен. Из-за сложности спектра многих элементов код позволил сформировать определенные ритмы по мере смешивания получаемых на выходе нот. «В результате более простые элементы, такие как водород и гелий, отдаленно звучат как аккорды, но остальные имеют более сложный набор звуков», — рассказал Смит. К примеру, кальций звучал как колокольный звон, а звучание отдельных элементов напоминало просто фоновый шум.
Так Смит планирует озвучить всю периодическую таблицу. Альтернативный метод представления данных может быть полезен при преподавании химии незрячим и слабовидящим людям. «Я хочу создать интерактивную музыкальную периодическую таблицу в реальном времени, которая позволит и детям, и взрослым выбирать элемент, видеть его спектр и одновременно слышать его», — пояснил автор исследования. Сейчас эта технология реализуется в музыкально-научном шоу «Звук молекул» в Музее науки WonderLab.
Автор: Нелли Чивилева.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
