Science >> Wetenschap >  >> Fysica

Hoe kan de snelheid van een golfgeluid of licht worden gewijzigd?

Hier is een uitsplitsing van hoe de snelheid van geluid en lichtgolven kan worden veranderd, rekening houdend met het feit dat ze zich heel anders gedragen:

geluidsgolven

* medium: De primaire factor die de geluidssnelheid beïnvloedt, is het medium het reist door.

* Geluid reist het snelst in vaste stoffen (zoals staal), vervolgens vloeistoffen (zoals water) en het langzaamst in gassen (zoals lucht). Dit komt omdat de moleculen dichter bij elkaar zijn in vaste stoffen, waardoor trillingen sneller kunnen overbrengen.

* Temperatuur: De snelheid van het geluid neemt toe met temperatuur . Naarmate de temperatuur stijgt, bewegen moleculen sneller en verzenden ze trillingen efficiënter.

* Dichtheid: Geluid reist over het algemeen sneller in dichtere media. Dit komt omdat de moleculen dichter bij elkaar zijn, waardoor snellere energieoverdracht wordt vergemakkelijkt.

lichtgolven

* medium: Licht reist op zijn snelste snelheid in een vacuüm (ongeveer 299.792.458 meter per seconde), aangeduid als 'C'.

* In andere media, zoals lucht, water of glas, vertraagt ​​het licht. De snelheid van het licht in een medium is gerelateerd aan zijn brekingsindex , een maat voor hoeveel het medium licht vertraagt ​​in vergelijking met een vacuüm.

* golflengte: Hoewel de lichtsnelheid in een vacuüm constant is, kan de * frequentie * en * golflengte * van licht veranderen wanneer deze een ander medium binnengaat. Dit is de reden waarom Light Bends (breken) bijvoorbeeld bij het overgaan van lucht naar water, bijvoorbeeld.

Sleutelverschillen

* geluid heeft een medium nodig: Geluidsgolven vereisen een medium (vast, vloeistof of gas) om zich te verspreiden. Licht kan echter door een vacuüm reizen.

* Lichtsnelheid in een vacuüm is constant: De snelheid van het licht in een vacuüm is een fundamentele constante in de natuurkunde en is altijd hetzelfde, ongeacht de bron of waarnemer.

* geluidssnelheid is variabel: De snelheid van het geluid varieert sterk, afhankelijk van het medium en de temperatuur.

Laten we illustreren met voorbeelden:

* geluid: Een geluidsgolf die door een stalen balk reist, zal veel sneller zijn dan dezelfde geluidsgolf die door de lucht reist. Evenzo reist geluid sneller op een warme zomerdag dan op een koude winterdag.

* licht: Het licht vertraagt ​​naar beneden wanneer het van lucht in water gaat. Daarom lijkt een rietje in een glas water gebogen.

Belangrijke opmerking: Hoewel de snelheid van het licht in een vacuüm constant is, kan licht worden beïnvloed door zwaartekracht , die zijn pad kan buigen (zwaartekrachtlensing). Dit is een complex fenomeen dat de snelheid van het licht zelf niet verandert, maar zijn traject beïnvloedt.