Gaismas ātrums pret skaņu
Gaismas ātrums un skaņas ātrums ir divi ļoti svarīgi viļņu aspekti, kas tiek apspriesti fizikas sadaļā. Šiem jēdzieniem ir milzīga nozīme jomās, sākot no komunikācijas līdz relativitātes teorijai un pat kvantu mehānikai. Šajā rakstā tiks mēģināts salīdzināt un apspriest atšķirības starp skaņas un gaismas ātrumu.
Skaņas ātrums
Lai saprastu skaņas ātruma nozīmi, vispirms ir jāsaprot skaņa. Skaņa patiesībā ir vilnis. Precīzāk sakot, skaņa ir gareniskais vilnis. Gareniskais vilnis svārstās daļiņas tā, ka svārstības ir paralēlas. Šo svārstību amplitūda nosaka skaņas intensitāti (cik skaļa ir skaņa). Ir skaidrs, ka, lai radītu skaņu, ir jābūt mehāniskām svārstībām. Skaņu var uzskatīt par spiediena impulsu kopumu. Jāpiebilst, ka skaņai vienmēr ir nepieciešams līdzeklis, lai ceļotu. Vakuumā nebūs skaņas. Skaņas ātrumu definē kā attālumu, ko skaņas vilnis noiet caur elastīgu vidi laika vienībā. Skaņas ātrums vidē ir vienāds ar kvadrātsakni no stinguma koeficienta, kas dalīts ar vides blīvumu (v=(C / ρ)1/2). Skaņas ātruma mērīšanai ir veikti vairāki eksperimenti. Dažas no šīm metodēm ir viena kadra laika noteikšanas metode un Kundta caurules 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 jebkurš objekts var hipotētiski iegūt. Var parādīt, ka jebkurš objekts ar miera masu nevar iegūt gaismas ātrumu, jo tam ir nepieciešams bezgalīgs enerģijas daudzums. Lai iegūtu priekšstatu par gaismas ātrumu, svarīga ir laba ideja par gaismu. Gaisma ir elektromagnētiskā viļņa forma. Lai ceļotu, nav nepieciešams līdzeklis. Tomēr teorētiski ir ierosināts un praktiski pierādīts, ka gaismai piemīt arī daļiņu īpašības. To sauc par matērijas viļņu daļiņu dualitāti. Katrai lietai piemīt šī dualitāte. Kā minēts iepriekš, relativitātes teorija liecina, ka relatīvais ātrums starp jebkuriem diviem objektiem nevar būt lielāks par gaismas ātrumu. Tas darbojas kā dabiska robeža. Jāņem vērā, ka gaismas ātrumu var samazināt medija pretestības dēļ. Tas izraisa tādus notikumus kā refrakcija. Gaismas krāsa ir atkarīga no viļņa garuma. Gaismas daļiņu teorijā gaismas viļņi nonāk mazās paketēs, 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 Romera metodi, kas ātruma mērīšanai izmanto astronomiskus objektus. Vairākas metodes atsevišķi mēra vairāku gaismas staru frekvenci un viļņa garumu un izmanto tās, lai aprēķinātu gaismas ātrumu.
Kāda ir atšķirība starp gaismas ātrumu un skaņas ātrumu?
• Skaņa nevar pārvietoties vakuumā, kamēr gaisma var.
• Gaismas ātrums vakuumā ir lielākais ātrums, kādu jebkurš objekts var iegūt. Skaņas ātrumam nav nekādas nozīmes.
• Skaņas ātrums vienmēr ir mazāks par gaismas ātrumu.
