Πώς μπορεί να αλλάξει η ταχύτητα ενός ήχου κύματος ή ενός φωτός;
Κύματα ήχου
* Μέσο: Ο πρωταρχικός παράγοντας που επηρεάζει την ταχύτητα του ήχου είναι το μέσο Ταξιδεύει μέσα.
* Ο ήχος ταξιδεύει ταχύτερα σε στερεά (όπως χάλυβα), στη συνέχεια υγρά (όπως το νερό) και πιο αργή στα αέρια (όπως ο αέρας). Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια είναι πιο κοντά σε στερεά, επιτρέποντας στους δονήσεις να μεταφέρονται πιο γρήγορα.
* Θερμοκρασία: Η ταχύτητα του ήχου αυξάνεται με θερμοκρασία . Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, τα μόρια κινούνται ταχύτερα και μεταδίδουν δονήσεις πιο αποτελεσματικά.
* Πυκνότητα: Ο ήχος γενικά ταξιδεύει γρηγορότερα σε πυκνότερα μέσα. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τα μόρια είναι πιο κοντά, διευκολύνοντας ταχύτερη μεταφορά ενέργειας.
Φωτεινά κύματα
* Μέσο: Το φως ταξιδεύει με την ταχύτερη ταχύτητα σε κενό (περίπου 299.792.458 μέτρα ανά δευτερόλεπτο), που δηλώνεται ως «C».
* Σε άλλα μέσα, όπως ο αέρας, το νερό ή το γυαλί, το φως επιβραδύνεται. Η ταχύτητα του φωτός σε ένα μέσο σχετίζεται με τον δείκτη διάθλασης , ένα μέτρο για το πόσο το μέσο επιβραδύνει το φως σε σύγκριση με ένα κενό.
* μήκος κύματος: Ενώ η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι σταθερή, η συχνότητα * και * μήκος κύματος * του φωτός μπορεί να αλλάξει όταν εισέρχεται σε ένα διαφορετικό μέσο. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο κάμπτεται το φως (διαθλάσεις) όταν περνάει από τον αέρα στο νερό, για παράδειγμα.
Βασικές διαφορές
* Ο ήχος χρειάζεται ένα μέσο: Τα ηχητικά κύματα απαιτούν ένα μέσο (στερεό, υγρό ή αέριο) για να διαδοθεί. Το φως, ωστόσο, μπορεί να ταξιδέψει μέσα από ένα κενό.
* Η ταχύτητα φωτός σε κενό είναι σταθερή: Η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι μια θεμελιώδη σταθερά στη φυσική και είναι πάντα η ίδια, ανεξάρτητα από την πηγή ή τον παρατηρητή.
* Η ταχύτητα ήχου είναι μεταβλητή: Η ταχύτητα του ήχου ποικίλλει σε μεγάλο βαθμό ανάλογα με το μέσο και τη θερμοκρασία του.
Ας απεικονίσουμε με παραδείγματα:
* Ήχος: Ένα ηχητικό κύμα που ταξιδεύει μέσα από μια χαλύβδινη δέσμη θα είναι πολύ πιο γρήγορα από το ίδιο ηχητικό κύμα που ταξιδεύει στον αέρα. Ομοίως, ο ήχος ταξιδεύει γρηγορότερα σε μια καυτή καλοκαιρινή μέρα από ό, τι σε μια κρύα χειμερινή μέρα.
* φως: Το φως επιβραδύνεται όταν περνά από τον αέρα σε νερό. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα άχυρο σε ένα ποτήρι νερό φαίνεται λυγισμένο.
Σημαντική σημείωση: Αν και η ταχύτητα του φωτός σε ένα κενό είναι σταθερή, το φως μπορεί να επηρεαστεί από βαρύτητα , που μπορεί να λυγίσει το μονοπάτι του (βαρυτική φακό). Αυτό είναι ένα πολύπλοκο φαινόμενο που δεν αλλάζει την ταχύτητα του ίδιου του φωτός, αλλά επηρεάζει την τροχιά του.
