Lysets hastighed vs lyd
Lysets hastighed og lydens hastighed er to meget vigtige aspekter af bølger, der diskuteres under fysik. Der er en enorm betydning af disse begreber inden for områder lige fra kommunikation til relativitetsteori og endda kvantemekanik. Denne artikel vil forsøge at sammenligne og diskutere forskellene mellem lydhastighed og lys.
Speed of Sound
For at forstå betydningen af lydhastighed, skal man først forstå lyd. Lyd er faktisk en bølge. For at være præcis er lyd en langsgående bølge. En langsgående bølge svinger partiklerne, så svingningen er parallel. Amplituden af disse svingninger bestemmer lydens intensitet (hvor høj lyden er). Det er indlysende, at for at skabe en lyd skal der være en mekanisk svingning. Lyd kan betragtes som et sæt trykimpulser. Det skal bemærkes, at lyd altid kræver et medium for at rejse. Der vil ikke være nogen lyd i et vakuum. Lydens hastighed er defineret som den afstand, lydbølgen bevæger sig gennem et elastisk medie pr. tidsenhed. Lydens hastighed i et medie er lig med kvadratroden af stivhedskoefficienten divideret med mediets tæthed (v=(C / ρ)1/2). Der er flere eksperimenter til at måle lydens hastighed. Nogle af disse metoder er single-shot timing-metoden og Kundts tube-metode.
Lysets hastighed
Lysets hastighed er et meget vigtigt begreb i moderne fysik. Det menes at være den eneste absolutte parameter i universet. Ifølge relativitetsteorien er lysets hastighed den maksimale hastighed, et objekt hypotetisk kan opnå. Det kan påvises, at ethvert objekt med en hvilemasse ikke kan opnå lyshastighed, da det kræver en uendelig mængde energi. For at få en idé om lysets hastighed er en god idé om lys afgørende. Lys er en form for elektromagnetisk bølge. Det kræver ikke et medium at rejse. Det er dog teoretisk foreslået og praktisk bevist, at lys også har partikelkarakteristika. Dette er kendt som stofs bølgepartikeldualitet. Hver sag har denne dualitet. Som sagt tidligere antyder relativitetsteorien, at den relative hastighed mellem to genstande ikke kan tage hastigheder højere end lysets hastighed. Dette fungerer som en naturlig grænse. Det skal bemærkes, at lysets hastighed kan reduceres på grund af impedansen af et medie. Dette forårsager begivenheder som refraktion. Lysets farve afhænger af bølgens bølgelængde. I partikelteorien om lys kommer lysbølgerne i små pakker kendt som fotoner. Værdien af lysets hastighed i frit rum er 299, 792, 458 meter i sekundet. Denne værdi kan opnås ved hjælp af flere metoder. Disse metoder omfatter Romer-metoden, som bruger astronomiske objekter til at måle hastigheden. Flere metoder måler frekvens og bølgelængde af flere lysstråler separat og bruger dem til at beregne lysets hastighed.
Hvad er forskellen mellem lysets hastighed og lydens hastighed?
• Lyd kan ikke rejse i vakuum, mens lys kan.
• Lysets hastighed i et vakuum er den højeste hastighed, et objekt kan opnå. Lydens hastighed har ikke nogen sådan betydning.
• Lydens hastighed er altid lavere end lysets hastighed.
