Hitrost svetlobe proti zvoku
Hitrost svetlobe in hitrost zvoka sta dva zelo pomembna vidika valovanja, o katerih razpravlja fizika. Ti koncepti imajo velik pomen na področjih, od komunikacije do relativnosti in celo kvantne mehanike. Ta članek bo poskušal primerjati in razpravljati o razlikah med hitrostjo zvoka in svetlobe.
Hitrost zvoka
Da bi razumeli pomen hitrosti zvoka, moramo najprej razumeti zvok. Zvok je pravzaprav val. Če smo natančni, je zvok longitudinalno valovanje. Vzdolžno valovanje niha delce tako, da je nihanje vzporedno. Amplituda teh nihanj odloča o jakosti zvoka (kako glasen je zvok). Očitno je, da mora za ustvarjanje zvoka obstajati mehansko nihanje. Zvok lahko obravnavamo kot niz tlačnih impulzov. Upoštevati je treba, da zvok vedno potrebuje medij za potovanje. V vakuumu ne bo zvoka. Hitrost zvoka je opredeljena kot razdalja, ki jo zvočni val prepotuje skozi elastičen medij na časovno enoto. Hitrost zvoka v mediju je enaka kvadratnemu korenu koeficienta togosti, deljenem z gostoto medija (v=(C / ρ)1/2). Obstaja več poskusov za merjenje hitrosti zvoka. Nekatere od teh metod so metoda merjenja časa enega posnetka in metoda Kundtove cevi.
Svetlobna hitrost
Svetlobna hitrost je zelo pomemben koncept v sodobni fiziki. Menijo, da je to edini absolutni parameter v vesolju. Po teoriji relativnosti je svetlobna hitrost največja hitrost, ki jo hipotetično lahko doseže kateri koli predmet. Lahko se pokaže, da nobeno telo z maso mirovanja ne more doseči svetlobne hitrosti, saj potrebuje neskončno količino energije. Da bi dobili predstavo o hitrosti svetlobe, je bistvenega pomena dobra predstava o svetlobi. Svetloba je oblika elektromagnetnega valovanja. Za potovanje ne potrebuje medija. Vendar pa je teoretično predlagano in praktično dokazano, da ima svetloba tudi značilnosti delcev. To je znano kot dualnost valovnih delcev snovi. Vsaka zadeva ima to dvojnost. Kot smo že omenili, teorija relativnosti nakazuje, da relativna hitrost med dvema telesoma ne more doseči hitrosti, ki je višja od svetlobne hitrosti. To deluje kot naravna meja. Upoštevati je treba, da se hitrost svetlobe lahko zmanjša zaradi impedance medija. To povzroči dogodke, kot je lom. Barva svetlobe je odvisna od valovne dolžine valovanja. V teoriji svetlobe delcev prihajajo svetlobni valovi v majhnih paketih, znanih kot fotoni. Vrednost hitrosti svetlobe v prostem prostoru je 299, 792, 458 metrov na sekundo. To vrednost je mogoče pridobiti z več metodami. Te metode vključujejo Romerjevo metodo, ki za merjenje hitrosti uporablja astronomske objekte. Več metod meri frekvenco in valovno dolžino več svetlobnih žarkov ločeno in jih uporablja za izračun hitrosti svetlobe.
Kakšna je razlika med hitrostjo svetlobe in hitrostjo zvoka?
• Zvok ne more potovati v vakuumu, svetloba pa lahko.
• Hitrost svetlobe v vakuumu je najvišja hitrost, ki jo lahko doseže kateri koli predmet. Hitrost zvoka nima takega pomena.
• Hitrost zvoka je vedno manjša od hitrosti svetlobe.
