1樓:**時尚鑑賞
聲音的傳播需要介質,比如空氣、水和鐵。但光的傳播不需要介質,它們可以在真空中傳播。那麼,聲音和光有什麼區別呢?為什麼聲音不能在真空中傳播,而光卻可以呢?
聲波聲音其實屬於機械波,其本質是機械振動的傳播,而機械振動依賴於介質。當物體發生振動時,比如敲打桌子,這種振動會帶動空氣中的分子出現有規律的振動,由此聲波會在空氣中傳播開來。如果沒有介質,振動就無法傳播,所以聲音不能在真空中傳播。
一般而言,物質的密度越大,溫度越高,聲音的傳播速度越快。聲音在0攝氏度空氣中的傳播速度為331米/秒,在25攝氏度空氣中的傳播速度為346米/秒,在水中的傳播速度為1500米/秒,在鐵中的傳播速度為5190米/秒,在真空中的傳播速度為0米/秒。
另外,力的傳播也是機械波的形式,本質上是材料原子間的電磁力作用,其傳播速度與聲音在該材料中的傳播速度一樣,例如,力在鐵棒中的傳播速度為5190米/秒。因此,如果有人推一下一根長達1光年的鐵棒,這根鐵棒並不會馬上移動,只有當力以5190米/秒的速度傳播到1光年之外的另一端時,鐵棒才會移動。根據計算,鐵棒會在大約52023年後發生移動。
光如何產生?光與聲音不同,前者的傳播無需介質,可以在真空中傳播。從本質上來說,光也是波,它們統稱為電磁波。那麼,電磁波是怎麼產生的呢?
光的產生與電子運動有關。當原子核周圍的電子吸收能量時,它們會躍遷到不穩定的更高能級,然後又會輻射出電磁波,從而躍遷回更低能級,達到穩定的狀態。
在這些電磁波中,有些波段處於可見光波段,人眼能夠感知到,我們就能看到亮光,木材燃燒發光就是這樣的原理。還有電磁波的波長較長或者較短,例如,無線電波、伽馬射線,它們都是肉眼不可見的,但可以通過其他觀測裝置探測到。
光是什麼?根據麥克斯韋電磁場方程組,光是電磁波,其本質是互動變換的電場和磁場。變化的電場會產生磁場,變化的磁場反過來又會產生電場,這樣就會形成電磁波。
電磁場建立的速度為光速,這就是光的傳播速度。
根據量子力學,光具有波粒二象性,它們還能表現出粒子性,光被認為是由光子組成的。根據愛因斯坦的狹義相對論,光子一旦產生就會以光速運動,因為它們的靜止質量為零。在粒子物理標準模型看來,光子穿過希格斯場時,不會發生相互作用,它們的傳播速度不會減慢,所以能夠以光速傳播。
如上所述,電場和磁場的互動變換產生了光。電場和磁場的存在都無需介質,它們可以單獨在空間中存在,所以光的傳播無需介質。在太空中,宇航員之間的溝通需要依靠能在真空中傳播的電磁波,而不是直接喊話就行。
倘若在介質中,由於帶電粒子會與光子發生相互作用,對光子進行吸收和再釋放,這會導致光的傳播速度看起來下降了。但事實上,電磁場的建立速度仍然是光速,只是因為收到帶電粒子的影響,使光速看起來變慢了。當光子穿過介質進入真空之後,它們的速度又會變成光速。
除了光波是以光速傳播之外,引力波的行進速度也是光速。根據愛因斯坦的廣義相對論,任何有質量物體的加速運動都會擾亂空間,產生被稱為引力波的時空漣漪。引力波是時空結構的變化,這不依賴於時空中的任何東西,所以引力波在任何介質中都會以光速行進,它們可以在真空中傳播。
總結聲音是機械波,機械振動的傳播依賴於介質。在沒有介質的真空中,既然無法傳播振動,也就無法傳播聲音。另一方面,光是互動變化的電場和磁場所產生的電磁波,由於電磁場可以直接存在於空間中,所以光可以在空無一物的真空中傳播。
2樓:技術小輝
因為聲波的傳遞是需要介質的,而真空中沒有任何物質,所以聲波不可以在真空中傳播。
3樓:朝夕de盼兮
光波可以在沒有介質的情況下傳播,而聲波需要介質,可以在空氣以外的其他有介質中傳播,真空中沒有介質所以不可以傳播
大角度單擺運動為什麼不是簡諧運動(真空中,不計摩擦等阻力)?詳細一些,謝謝
因為在得到公式的時候有一個近似處理 sin 這個式子成立的條件是 很小 為什麼單擺運動不是簡諧運動 不是bai,理想單擺才是簡du諧振動,是zhi進過近似的,擺角dao 1。現實的是擺回角非小角,就算沒有空氣答阻力,也不是簡諧振動。在運動學方程d2a dt2 g l sin a a在 1時使用近似得...
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