Как звучит кислород или золото — необычная научная работа даст вам ответ

Молодой ученый работает над созданием интерактивной музыкальной таблицы Менделеева. Преобразуя видимый свет в музыку, он планирует заставить звучать всю периодическую систему элементов.

Как звучит кислород или золото — необычная научная работа даст вам ответ

В химии есть He, Fe и Ca, а как насчет do, re и mi? Навязчивые или красивые мелодии — это не первое, что приходит на ум при взгляде на периодическую таблицу химических элементов. Однако, используя метод, называемый звуковой обработкой данных, недавний выпускник колледжа преобразовал видимый свет, испускаемый элементами, в звук, создавая уникальные, сложные звуки для каждого из них.

Молодой исследователь сообщает о первом шаге к интерактивной музыкальной периодической таблице. Свои результаты он представил на весеннем собрании Американского химического общества (ACS).

Ранее У. Уокер Смит, единственный автор проекта, объединил свои увлечения музыкой и химией и преобразовал естественные колебания молекул в музыкальную композицию. В какой-то момент он заметил, что визуальные представления дискретных длин волн света, испускаемого элементами, такими как скандий, они были достаточно сложны, и тогда ему пришла в голову идея превратить их в музыку.

Элементы излучают видимый свет, когда они находятся под напряжением. Этот свет состоит из нескольких отдельных длин волн или определенных цветов с уровнями яркости, которые уникальны для каждого элемента. Но на бумаге наборы длин волн для разных элементов трудно различить визуально, особенно для переходных металлов, которые могут иметь тысячи отдельных цветов. Преобразование света в звуковые частоты может быть еще одним способом обнаружения различий между элементами.

Однако создание звуков для элементов периодической таблицы уже было сделано. Например, другие ученые приписали самые яркие длины волн отдельным нотам, воспроизводимым клавишами традиционного фортепиано. Но этот подход сократил богатое разнообразие длин волн, испускаемых некоторыми элементами, до нескольких звуков.

Чтобы сохранить как можно больше сложности и нюансов спектров элементов, Смит консультировался с наставниками факультета Университета Индианы, в том числе с Дэвидом Клеммером, доктором философии, профессором химического факультета, и Чи Ваном, доктором медицинских наук, профессором кафедры химии, и Музыкальной школой Джейкобса. С их помощью Смит создал компьютерный код для звука в реальном времени, который преобразовывал световые данные каждого элемента в смеси нот. Дискретные цветовые длины волн стали отдельными синусоидальными волнами, частота которых соответствовала частоте света, а их амплитуда соответствовала яркости света.

В начале исследовательского процесса Клеммер и Смит обсудили сходство закономерностей между световыми и звуковыми вибрациями. Например, в цветах видимого света фиолетовый имеет почти вдвое большую частоту, чем красный, а в музыке одно удвоение частоты соответствует октаве. Следовательно, видимый свет можно рассматривать как "октаву света". Но эта октава света находится на гораздо более высокой частоте, чем слышимый диапазон. Итак, ученый уменьшил частоты синусоидальных волн примерно на 10^-12, подгоняя выходной аудиосигнал к диапазону, в котором человеческий слух наиболее чувствителен к различиям в высоте тона.

Поскольку у некоторых элементов были сотни или тысячи частот, код позволял генерировать эти ноты в реальном времени, формируя гармонии и ритмы по мере их смешивания. В результате более простые элементы, такие как водород и гелий, отдаленно звучат как музыкальные аккорды, но остальные имеют более сложный набор звуков. Например, кальций звучит как колокольный звон в ритме, возникающем из-за того, как частоты взаимодействуют друг с другом. Прослушивание нот некоторых других элементов напоминает жуткий фоновый шум, похожий на музыку, используемую в плохих фильмах ужасов. Особенно его удивил элемент цинк, который, несмотря на большое количество цветов, звучал как "ангельский хор, поющий мажорный аккорд с вибрато".

Следующий шаг — превратить эту технологию в новый музыкальный инструмент. Молодой ученый добавляет, что этот звуковой подход имеет потенциальную ценность в качестве альтернативного метода обучения на уроках химии, поскольку он подходит для людей с нарушениями зрения и разными стилями обучения.

Читайте также

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В России создают автономных роботов для огнеупорного производства

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

В Японии возник острый дефицит углекислого газа

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

«Умный» столик для разварки кристаллов спасет электронику от брака

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Ученые виртуально развернули и прочли свитки папируса, обугленные при извержении Везувия

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Российский 3D-принтер печатает керамические узлы для авиадвигателей, выдерживающие 1500 °C

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Алгоритм МГУ выявляет скрытые ошибки в данных для обучения ИИ

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Энтузиаст собрал компьютер для апокалипсиса, работающий от огня

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Канатная дорога между Россией и Китаем заработает в мае 2027 года

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Как РЛС Вадима Мацкевича решила исход Корейской войны

Google представила Pixel 11 Pro, Pro XL и складной Pro Fold с новой подсветкой HiLight

Google представила Pixel 11 Pro, Pro XL и складной Pro Fold с новой подсветкой HiLight

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Семь самых странных явлений Солнечной системы, которые сложно объяснить

Семь самых странных явлений Солнечной системы, которые сложно объяснить