Valon ja äänen nopeuden ero

Valon nopeus vs. ääni

Valon nopeus ja äänen nopeus ovat kaksi erittäin tärkeää aallon osaa, joista fysiikassa keskustellaan. Näillä käsitteillä on valtava merkitys aloilla, jotka vaihtelevat viestinnästä suhteellisuuteen ja jopa kvantimekaniikkaan. Tässä artikkelissa yritetään verrata ja keskustella äänen ja valon nopeuden eroista.

Äänennopeus

Äänen nopeuden merkityksen ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä ääni. Ääni on itse asiassa aalto. Tarkka ääni on pitkittäisaalto. Pitkittäisaalto värähtelee hiukkasia siten, että värähtely on yhdensuuntaista. Näiden värähtelyjen amplitudi päättää äänen voimakkuuden (kuinka kova ääni on). On selvää, että äänen luomiseksi täytyy olla mekaaninen värähtely. Ääntä voidaan pitää painepulssien joukona. On huomattava, että ääni vaatii aina median matkustamiseksi. Tyhjiössä ei kuulu ääntä. Äänen nopeudella tarkoitetaan etäisyyttä, jonka ääniaallon kulkee elastisen väliaineen läpi aikayksikköä kohti. Äänenopeus väliaineessa on yhtä suuri kuin jäykkyyskerroimen neliöjuuri jaettuna väliaineen tiheydellä (v = (C / ρ)^1/2). Äänen nopeuden mittaamiseksi on olemassa useita kokeiluja. Jotkut näistä menetelmistä ovat yhden kuvan ajoitusmenetelmää ja Kundtin putkimenetelmää.

Valonnopeus

Valon nopeus on erittäin tärkeä käsite modernissa fysiikassa. Sen uskotaan olevan ainoa ehdoton parametri maailmankaikkeudessa. Suhteellisuusteorian mukaan valon nopeus on suurin nopeus, jonka tahansa esine voi hypoteettisesti saavuttaa. Voidaan osoittaa, että mikään esine, jolla on lepomassa, ei voi saavuttaa valonopeutta, koska se vaatii ääretön määrän energiaa. Hyvä idea valosta on välttämätöntä, jotta saadaan käsitys valon nopeudesta. Valo on eräs sähkömagneettisen aallon muoto. Se ei vaadi väliainetta matkustamiseen. On kuitenkin teoreettisesti ehdotettu ja käytännössä todistettu, että valolla on myös hiukkasominaisuudet. Tätä kutsutaan aineen aaltohiukkasten kaksinaisuudeksi. Jokaisella asialla on tämä kaksinaisuus. Kuten aikaisemmin mainittiin, suhteellisuusteoria ehdottaa, että minkä tahansa kahden objektin välinen suhteellinen nopeus ei voi ottaa valon nopeutta suurempaa nopeutta. Tämä toimii luonnollisena rajana. On huomattava, että valon nopeutta voidaan vähentää median impedanssin takia. Tämä aiheuttaa tapahtumia, kuten taittumisen. Valon väri riippuu aallon aallonpituudesta. Valon hiukkasteoriassa valon aallot tulevat pieninä paketteina, joita kutsutaan fotoneiksi. Valon nopeuden arvo vapaassa tilassa on 299 792 458 metriä sekunnissa. Tämä arvo voidaan saada käyttämällä useita menetelmiä. Näihin menetelmiin sisältyy Romer-menetelmä, jossa nopeuden mittaamiseen käytetään tähtitieteellisiä esineitä. Useat menetelmät mittaavat useiden valonsäteiden taajuuden ja aallonpituuden erikseen ja käyttävät niitä valon nopeuden laskemiseen.