30 Hz-en már jó nagy a közeltér, nem? Aztán meg olyan dolgokról beszélünk, amik lényegileg vizböl vannak, tehát a térfogatváltozás nemigen jöhet szóba. Meg picikék is, tehát hozzájuk képest még egész nagy frekin is böhöm nagy a közeltér. És a köbös amplitúdócsökkenés a távolság hatodik hatványával forditottan arányos energiacsökkenést jelent. Ez már elég veszélyes... De az persze igaz, hogy mindez csak a lesugárzásra vonatkozik - azok a kis fülbe dugható fülhallgatók pl. gyönyörüen átviszik a mély hangokat is.
Szóval nagyon közel kell dugni a mikrofont a sejtekhez, ha valamit hallani is akarunk. És picike mikrofon kell.
Egyébként meg nem túl nagy frekvencián tényleg lehet még pár pikométeres elmozdulást is mérni lézerrel, csak nem úgy, ahogy tere mondja. A lényeg az, hogy a visszavert nyalábot két részre kell osztani, és mindkettöt külön-külön interferáltatni a referencianyalábbal úgy, hogy negyedhullámhossz különbség legyen a kettö között. Ha odateszünk két fotodiódát a két interferencia-minta közepére, és a két jelet két csatornán digitalizáljuk (közönséges A/D kártyával), akkor az igy kapott számpárok többé-kevésbé (a nemlinaearitások miatt inkább kevésbé) egy ellipszis- (krumpli-) szerü (nem teljesen) zárt görbe mentén mozognak oda-vissza. Az elrendezés egészen tisztességesen kalibrálható. Ehhez nem árt egy harmadik csatin hozzámérni a lézerfény intenzitás-ingadozásait is, mert hogy az szokott lenni neki.
A probléma csak az, hogy a pontos méréshez (a hullámhosszhoz képest) elég nagy tükör kell a mérendö tárgyra, akkora, ami egy sejten nemigen fér el. Azonkivül valami baromi mozdulatlan helyre kell tenni a sejtet, tehát in vivo mérés igy szóba sem jöhet.
A melysugarzokat sem azert csinaljak olyan bohom nagyra, hogy sok helyet foglaljanak es lehetoleg eltakarjak a zenekart.
Ha ezzel arra szeretnél utalni, hogy kis dobozzal nem lehetne mély hangot előállítani, akkor ki kell hogy ábrándítsalak: lehet. Itt van a lábam előtt egy 8 literes láda, és simán leadja a 30 Hz-et. Ha azt gondolod, hogy ez nem hullámként fog terjedni: valóban, a közeltérben 1/r^2-es lesz az amplitúdócsökkenés (szabad térben), de a távoltér rendes hullámtér lesz. Nincs más lehetősége, mert a közeg nem nyel el, és vissza sem ver.
Ha csak a térfogatváltozás nélküli mozgásokat nézzük, ott már 1/r^3-ös csökkenés lenne a közeltérben, de a távoltér itt is hullámszerű.
Ha kedves tere kiszámítaná, hogy mekkora futásiidő-különbségek várhatók, rögtön rádöbbenne, hogy lehetetlen az ötletét kivitelezni. Nem létezik olyan eszköz, ami ilyen kis jitterrel tudna dolgozni. Persze a papír mindent elbír.
"A vevő egy olyan egység, amely képes az adó oldali lézer hullámhosszát, az impulzusfrekvenciát, az utóbbihoz plusz-mínusz a mérendő frekvenciát...érzékelni..."
A probléma lényegét besöpörted egy fekete dobozba. Csak ki gyártja le neked ezt a dobozt?
en valami olyasmire gondolok, hogy hallhato frekvenciakka kell alakitani a sejt mozgasat
ha jol tudom, az urfenykepek legszebbjei sem szimplan a lathato tartomanyba eltolt fenykepek, hanem a kulonbozo nem lathato tartomanyok kulonbozo szinekke vannak konvertalva, hogy valami szep jojjon ki
egyebkent videofelvetel hangga atalakitasara van egy zsenialis otletem, csak kene egy programozo, aki megirja (nem nehez)
Annyira azért nem olyan. Pl. a fülünkben határozottan van ilyesmi. A csigában, az alaphártyán 4 sorban ülnek az un. szörsejtek. Mindegyiknek pontosan 61+1 "szörszála" van. Az un. belsö szörsejtek egyetlen sort alkotnak (kb. 6000 db van belölük) és ezek a szöreik hajlitgatását a sejthártyájuk két oldala között potenciálváltozássá alakitják - ezt a változó potenciált (az un. "mikrofonpotenciált") transzformálják a belsö szörsejtekhez kapcsolódó neuronok idegi jellé, s azt továbbitják a hallóidegen.
A külsö szörsejtek kicsit távolabb 3 párhuzamos sorban ülnek és forditva müködnek - a potenciálváltozást alakitják a szörök mozgásává. Ez a mozgás, trükkös mechanikai csatolással végül az alaphártyát mozgatja. Mivel a külsö szörsejtek potenciálváltozása fázisban van a bejövö jellel (hang), az egész igy (hangolható, frekvenciaszelektiv) mechanikai erösitöként müködik - a belsö fül ennek köszönhetöen sokkal rezonánsabb rendszer, mint amilyen passziv eszközként lenne.
Mint minden erösitö, ez is be tud gerjedni, ha valami elromlik benne. Ez a fülcsengés. Mármost ezt egyáltalában nem csak képzeljük, hanem remekül mérhetö is: ha kicsi mikrofont teszünk egy olyan ember hallójáratába, akinek cseng a füle, akkor azt ki lehet hangositani és mindenki meghallgathatja. Söt, sokszor annak is cseng a füle, aki nem is tud róla. Ez úgy lehet, hogy azon a speciális frekvencián, ahol a rendszer gerjed, az illetö süket. Ettöl még úgy általában elég jól hallhat, tehát könnyen elöfordulhat, hogy nem vesz észre az egészböl semmit.
Szóval a sejteknek lehet hangja, különösen ha éppen ez a dolguk. A fül esete azért szerencsés, mert ott az anyatermészet megajándékozott bennünket egy müködöképes hangmikroszkóppal.
Békési György ilyen vizsgálatokért kapta az 1960-as orvosi Nobel dijat egyébként (fizikus-villamosmérnök létére). A fent leirt erösitöt ugyan nem ö fedezte fel (az késöbbi eredmény), de az alaphártya mozgását gyönyörüen lefényképezte sztroboszkópos fényben, mikroszkóp alatt. A Nobel dijhoz vezetö kutatásokat itthon folytatta még a háború elött, a Postakisérleti Intézetben. Kicsit zavarta ugyan a kollegákat (különösen a portást!), hogy aktatáskájában levágott fejeket cipel be a laborba, de elnézték neki.
Ha figyelmesen olvasod, akkor látnod kell h. senki sem akar hanggal sejteket leképezni. A sejtek hangját kellene lehallgatni (ha van nekik), ami egészen más dolog.
Mikroszkópiához festeni szokták a sejteket, amibe beledöglenek. Az UV sugárzás szintén betesz nekik. Talán mégis inkább vmi piezora szerelt tüsivel (nanocsövel?) kellene tapizni öket...
HA szabad szemmel, vagy mikroszkóppal érzékelhetők ezek a sejtek, akkor csak vernek vissza valamennyit a látható fénytartományból, nem? Egy UV-tartományban dolgozó lézer hullámhossza azért elég rövidke már, nem? A pici mozgásokkal kapcsolatban: A komparátor érzékenységén múlik a működőképesség. 1 kHz-es frekvencia sokkal nagyobb hullámhosszot ad, pont ez a sokkal kisebb hullámhossz fog + - kitűnni a a visszavert fény hullámhossz-változásából. Ha nem abból, (mert nem spektroszkópozunk) akkor a visszaérkező impulzusok sűrűségének változásából. Ehhez elég a mérni kívánt legnagyobb frekvencia közel kétszeresével dolgozni akár. Tehát mondjuk egy 100kHz-es lézerrel méregethetsz úgy 50-60kHz-ig is.
Egyreszt a sejtek nem verik vissza olyan jol a fenyt, mert picik (a fenyhullamhosszhoz kepest) es majdnem atlatszoak. Ha tobb mikron vastag ezustreteget gozolsz rajuk, akkor meg beledoglenek es egyaltalan nem fognak mozogni. Masreszt milyen amplitudoju mozgasokra szamitasz? Nyilvan ez hatarozza meg a futasido-kulonbseget, azaz azt, hogy a visszavert fenyimpulzus-sorozat mennyire lesz frekvencia-modulalt.
Mondjuk 1 kHz kornyeken a varhato amplitudo *sokkal* kisebb a feny hullamhosszanal, marpedig annal rovidebb fenyimpulzust meg elvileg sem igen tudsz csinalni (plane nem ugy, hogy a feny meg *koherens* is legyen). Szoval akkor hogy is van ez?
Mert ugye hazaérve, a kádban ülve kell az embernek eszébe jusson a tuti...
Szóval nem írtam a műszerről részletesen. :))
Az adó egy meghatározott hullámhosszú fénnyel működő impulzuslézer. (koherens fényforrás) A vevő egy olyan egység, amely képes az adó oldali lézer hullámhosszát, az impulzusfrekvenciát, az utóbbihoz plusz-mínusz a mérendő frekvenciát (A szavaid szerint "amire számítunk") tartományban érzékelni és a mérendő objektumról visszavert jelsorozatot egy komparátorba (jelen esetben a legegyszerűbb: differenciálerősítőbe) juttatni. A komparátorba természetesen csak a modulált (a mérendő objektum mért pontja által visszavert, állandó hullámhosszúságú, de a mozgás szerint változó ismétlődésű) impulzusfrekvenciát kell eljuttatni. :)
A komparátorból kapjuk azt a jelszint-változást, ami a mérendő objektum mért pontja által visszavert, helyzetváltozásból adódó impulzusfrekvencia-változást jelenti.
Az indikátor lehet egy, a komparátorhoz kapcsolt hangfrekvenciás erősítő+hangszóró kombináció, de lehet oszcilloszkóp is...
Ha még precízebbek szeretnénk lenni, akkor hasonlítsuk mindjárt össze (komparáljuk) baromigyors :)) spektroszkóppal (színképelemzővel) az adó oldali állandó hullámhosszú fény frekvenciáját a mért pontról visszavert fény frekvenciájával. Ekkor a fényforrás lehet impulzus-, vagy folyamatos üzemű (lézer esetén nem jellemző) egyaránt.
Elég kimerítő volt?
A hozzáértőktől bocs a fárasztásért... :)))
OK.
1. Én magáról a műszerről írtam, nem a mérendő mennyiségről.
2. A mérőműszer elméleti alapja a leírtak szerinti.
3. Az alábbiakban írt műszer (legyen "én kis műszerecském") méréshatára az alábbiakban írtak szerint alakul elméleti alapszinten.
Aztán abban neked van igazad, hogy először tényleg azon kell gondolkodni, hogy mi a fenét is akarunk mérni és milyen széles eredményskálára várhatunk. Majd aztán ehhez kell mérőeszközt tervezni. Viszont nem egészen így fogalmaztál. :)
Szóval ebben a konkrét esetben a mérendő hangfrekvenciás rezgéseket a legegyszerűbb volna megmérni egy precíziós távolságmérővel kombinált demodulátorral és az ezekhez kapcsolt indikátorból épített szerkezettel.
Mekkora elmozdulasokra es mekkora frekvenciara szamitunk? Ez az elso kerdes, amit el kellene donteni, mert a meresi eljarast ehhez kell szabni. Nem art azt se vegiggondolni elobb, hogy pusztan a homozgas miatt milyen rezgesek vannak (milyen a spektrumuk es az amplitudojuk), ez ugyanis puszta zaj - nyilvan csak azt erdemes merni, ami efolott van.
Minel nagyobb a frekvencia, annal bajosabb elmozdulast merni. Nagyobb frekin inkabb a sebesseget, sot, a gyorsulast kell megcelozni (bar fogalmam sincs hogy lehetne gyorsulast merni ilyen piciben).
Igen, erre az elvre gondoltam.
Ha már így témánál vagyunk, nem lehetne valamiképpen interferenciával figyelni egy felületet rezgését? (Ez már nem annyira annyira ismerős terület számomra, csak mintha olvastam/hallottam volna valamit erről. Bocs, ha nagy hülyeséget mondtam :-) )
Nem a kivédés miatt mondtam, csak ezen az elven működik a lézeres lehallgató. Ez egy távolságmérő tulajdonképpen, ami a rezgésből adódó icipici helyváltoztatást is képes kimutatni. Ha ezt a változást hanggá alakítjuk, a mért felület rezgéséből (távolság-változásaiból) megkapjuk a rá ható hangokat. (is)
Azt nem mondtam, hogy ennel alacsonyabb frekin nem vegezhet mozgasokat a sejt. De ezt nemigen lehet "hang"-nak nevezni, mert nem kelt tovahalado hullamokat a kornyezo kozegben. A melysugarzokat sem azert csinaljak olyan bohom nagyra, hogy sok helyet foglaljanak es lehetoleg eltakarjak a zenekart.
Állítólag a hírszerzésben használnak olyan megoldást, hogy lézerfényt vetítenek az ablaküvegre, és annak visszaverődéséből hallgatják le valamiképpen a szobában folyó beszélgetést.
Talán lehetne ezt a megoldást alkalmazni a sejtmembránnál is. De valószínűleg ebben az esetben is ki kell szűrni a külső hatásokat.
