Gaismas un skaņas ātruma atšķirība

Gaismas ātrums pret skaņu

Gaismas ātrums un skaņas ātrums ir divi ļoti svarīgi viļņu aspekti, kurus apspriež fizikā. Šiem jēdzieniem ir milzīga nozīme jomās, sākot no komunikācijas līdz relativitātei un pat kvantu mehānikai. Šajā rakstā mēģināsim salīdzināt un apspriest atšķirības starp skaņas ātrumu un gaismu.

Skaņas ātrums

Lai saprastu skaņas ātruma nozīmīgumu, vispirms ir jāsaprot skaņa. Skaņa patiesībā ir vilnis. Precīzāk sakot, tas ir garenvirziens. Garenvirziena vilnis svārstās daļiņām tā, lai svārstības būtu paralēlas. Šo svārstību amplitūda nosaka skaņas intensitāti (cik skaļa ir skaņa). Ir acīmredzams, ka, lai radītu skaņu, ir jābūt mehāniskām svārstībām. Skaņu var uzskatīt par spiediena impulsu kopumu. Jāatzīmē, ka skaņai vienmēr ir nepieciešams vidējs ceļš. Vakuumā nebūs skaņas. Skaņas ātrumu definē kā attālumu, kurā skaņas vilnis pārvietojas caur elastīgu barotni laika vienībā. Skaņas ātrums vidē ir vienāds ar stingruma koeficienta kvadrātsakni, dalītu ar barotnes blīvumu (v = (C / ρ)^1/2). Ir vairāki eksperimenti, lai izmērītu skaņas ātrumu. Dažas no šīm metodēm ir viena kadra laika noteikšanas metode un Kundta mēģenes metode.

Gaismas ātrums

Gaismas ātrums ir ļoti svarīgs jēdziens mūsdienu fizikā. Tiek uzskatīts, ka tas ir vienīgais absolūtais parametrs Visumā. Saskaņā ar relativitātes teoriju, gaismas ātrums ir maksimālais ātrums, ko hipotētiski var iegūt jebkurš objekts. Var parādīt, ka jebkurš priekšmets ar atpūtas masu nevar iegūt gaismas ātrumu, jo tam ir nepieciešams bezgalīgs enerģijas daudzums. Lai iegūtu priekšstatu par gaismas ātrumu, būtiska ir laba ideja par gaismu. Gaisma ir elektromagnētiskā viļņa forma. Ceļošanai nav nepieciešama vide. Tomēr teorētiski tiek ierosināts un praktiski pierādīts, ka gaismai ir arī daļiņu īpašības. To sauc par matērijas viļņu daļiņu dualitāti. Katrā jautājumā ir šī divkosība. Kā jau tika minēts iepriekš, relativitātes teorija norāda, ka relatīvais ātrums starp diviem objektiem nevar uzņemt ātrumus, kas ir lielāki par gaismas ātrumu. Tas darbojas kā dabiska robeža. Jāatzīmē, ka gaismas ātrumu var samazināt barotnes pretestības dēļ. Tas izraisa tādus notikumus kā refrakcija. Gaismas krāsa ir atkarīga no viļņa viļņa garuma. Gaismas daļiņu teorijā gaismas viļņi nāk mazās paciņās, kas pazīstamas kā fotoni. Gaismas ātruma vērtība brīvā telpā ir 299 792 458 metri sekundē. Šo vērtību var iegūt, izmantojot vairākas metodes. Šīs metodes ietver Romēra metodi, kurā ātruma mērīšanai izmanto astronomiskos objektus. Vairākas metodes mēra vairāku gaismas staru frekvenci un viļņu garumu atsevišķi un izmanto tos gaismas ātruma aprēķināšanai.