A levitação acústica é um método sem contato para levitar objetos, explorando a pressão da radiação acústica. Ele usa ondas sonoras para criar nós estáveis ​​no ar onde os objetos podem ser mantidos suspensos. Aqui está uma explicação simplificada de como funciona a levitação acústica:

1. Ondas acústicas estacionárias:
A levitação acústica depende de ondas acústicas estacionárias, que são criadas pela superposição de ondas sonoras refletidas em uma superfície. Essas ondas formam nós e antinodos de pressão, criando regiões de alternância de alta e baixa pressão.

2. Pressão de radiação acústica:
As ondas sonoras carregam impulso, que exerce pressão sobre os objetos. Este fenômeno é conhecido como pressão de radiação acústica. A pressão exercida pelas ondas sonoras é proporcional ao quadrado da amplitude da onda sonora e da densidade do meio.

3. Força de Levitação:
Quando um objeto é colocado em um campo de onda acústica estacionária, ele sofre forças de pressão de radiação acústica de todas as direções. A força resultante no objeto é direcionada para o nó de pressão mais próximo. Esta força neutraliza a gravidade, permitindo que o objeto levite.

4. Levitando objetos:
Objetos levitados acusticamente devem ter certas características. Devem ter densidade inferior à do meio circundante (ar) e apresentar elevada impedância acústica. Isto garante uma transferência eficiente de energia acústica para o objeto, potencializando o efeito de levitação.

5. Frequências ultrassônicas:
A levitação acústica normalmente usa ondas sonoras de alta frequência, geralmente na faixa ultrassônica (acima de 20 kHz). O uso de frequências ultrassônicas reduz o comprimento de onda, permitindo a criação de nós de pressão menores e uma levitação mais precisa.

6. Transdutores e Refletores:
Para gerar ondas acústicas estacionárias, os sistemas de levitação acústica utilizam transdutores que emitem ondas sonoras de alta frequência. Os refletores são colocados em frente aos transdutores para refletir as ondas sonoras e criar o padrão de onda estacionária.

7. Câmara de Levitação:
Experimentos de levitação acústica são frequentemente conduzidos em uma câmara para minimizar perturbações externas. A câmara é geralmente projetada para ter propriedades de alta absorção sonora para evitar reflexos indesejados.

8. Aplicativos:
A levitação acústica tem diversas aplicações na pesquisa e na indústria, incluindo:
- Processamento de materiais sem contêiner
- Estudar propriedades de materiais sob condições de microgravidade
- Mistura de líquidos ou pós sem contaminação
- Ensaios não destrutivos de materiais
- Pesquisa biomédica
- Arte e entretenimento

A capacidade da levitação acústica de manipular objetos sem contato físico a torna uma técnica valiosa em áreas onde o controle preciso e a ausência de contaminação são cruciais.