Rychlost světla vs zvuk
Rychlost světla a rychlost zvuku jsou dva velmi důležité aspekty vln diskutované ve fyzice. Tyto pojmy mají obrovský význam v oblastech od komunikace po relativitu a dokonce i kvantovou mechaniku. Tento článek se pokusí porovnat a prodiskutovat rozdíly mezi rychlostí zvuku a světla.
Rychlost zvuku
Abychom pochopili význam rychlosti zvuku, musíme nejprve porozumět zvuku. Zvuk je vlastně vlna. Přesněji řečeno, zvuk je podélná vlna. Podélná vlna rozkmitá částice tak, že kmitání je rovnoběžné. Amplituda těchto oscilací rozhoduje o intenzitě zvuku (jak hlasitý zvuk je). Je zřejmé, že k vytvoření zvuku musí existovat mechanické kmitání. Zvuk lze považovat za soubor tlakových impulsů. Je třeba poznamenat, že zvuk vždy vyžaduje médium, aby se mohl šířit. Ve vakuu nebude slyšet žádný zvuk. Rychlost zvuku je definována jako vzdálenost, kterou zvuková vlna urazí elastickým prostředím za jednotku času. Rychlost zvuku v médiu se rovná druhé odmocnině koeficientu tuhosti dělené hustotou média (v=(C / ρ)1/2). Existuje několik experimentů k měření rychlosti zvuku. Některé z těchto metod jsou metoda časování jednoho výstřelu a metoda Kundtova trubice.
Speed of Light
Rychlost světla je velmi důležitý pojem v moderní fyzice. Předpokládá se, že je to jediný absolutní parametr ve vesmíru. Podle teorie relativity je rychlost světla maximální rychlostí, kterou může jakýkoli objekt hypoteticky získat. Lze ukázat, že jakýkoli objekt s klidovou hmotností nemůže dosáhnout rychlosti světla, protože vyžaduje nekonečné množství energie. Pro získání představy o rychlosti světla je nezbytná dobrá představa o světle. Světlo je forma elektromagnetického vlnění. K cestování nepotřebuje médium. Je však teoreticky navrženo a prakticky prokázáno, že světlo má také vlastnosti částic. Toto je známé jako dualita vlnových částic hmoty. Každá záležitost má tuto dualitu. Jak již bylo řečeno dříve, teorie relativity naznačuje, že relativní rychlost mezi jakýmikoli dvěma objekty nemůže mít rychlosti vyšší než rychlost světla. To funguje jako přirozený limit. Je třeba poznamenat, že rychlost světla může být snížena v důsledku impedance média. To způsobuje události, jako je refrakce. Barva světla závisí na vlnové délce vlny. V částicové teorii světla přicházejí světelné vlny v malých balíčcích známých jako fotony. Hodnota rychlosti světla ve volném prostoru je 299, 792, 458 metrů za sekundu. Tuto hodnotu lze získat několika způsoby. Mezi tyto metody patří Romerova metoda, která využívá astronomické objekty k měření rychlosti. Několik metod měří frekvenci a vlnovou délku několika světelných paprsků samostatně a používá je k výpočtu rychlosti světla.
Jaký je rozdíl mezi rychlostí světla a rychlostí zvuku?
• Zvuk se nemůže šířit ve vakuu, zatímco světlo ano.
• Rychlost světla ve vakuu je nejvyšší rychlost, kterou může jakýkoli objekt dosáhnout. Rychlost zvuku nemá takový význam.
• Rychlost zvuku je vždy nižší než rychlost světla.
