Жарық жылдамдығы және дыбыс
Жарық жылдамдығы мен дыбыс жылдамдығы - физикада талқыланатын толқындардың екі өте маңызды аспектісі. Бұл ұғымдардың байланыстан салыстырмалылық пен тіпті кванттық механикаға дейінгі салаларда үлкен маңызы бар. Бұл мақала дыбыс пен жарық жылдамдығы арасындағы айырмашылықтарды салыстыруға және талқылауға тырысады.
Дыбыс жылдамдығы
Дыбыс жылдамдығының мәнін түсіну үшін алдымен дыбысты түсіну керек. Дыбыс шын мәнінде толқын. Дәлірек айтқанда, дыбыс - бойлық толқын. Бойлық толқын бөлшектерді тербеліс параллель болатындай етіп тербеледі. Бұл тербелістердің амплитудасы дыбыстың қарқындылығын анықтайды (дыбыс қаншалықты қатты). Дыбыс жасау үшін механикалық тербеліс болуы керек екені анық. Дыбысты қысым импульстерінің жиынтығы ретінде қарастыруға болады. Айта кету керек, дыбыс әрқашан тасымалдау үшін ортаны қажет етеді. Вакуумда дыбыс болмайды. Дыбыс жылдамдығы дыбыс толқынының серпімді орта арқылы уақыт бірлігінде өтетін қашықтық ретінде анықталады. Ортадағы дыбыс жылдамдығы қаттылық коэффициентінің квадрат түбірін ортаның тығыздығына бөлгенге тең (v=(C / ρ)1/2). Дыбыс жылдамдығын өлшеу үшін бірнеше тәжірибелер бар. Бұл әдістердің кейбірі бір рет ату уақыты әдісі және Кундт түтігі әдісі.
Жарық жылдамдығы
Жарық жылдамдығы қазіргі физикадағы өте маңызды ұғым. Бұл ғаламдағы жалғыз абсолютті параметр деп есептеледі. Салыстырмалылық теориясына сәйкес жарық жылдамдығы кез келген объект болжамды түрде ала алатын максималды жылдамдық болып табылады. Тыныштық массасы бар кез келген объект жарық жылдамдығын ала алмайтынын көрсетуге болады, өйткені ол шексіз энергияны қажет етеді. Жарық жылдамдығы туралы түсінік алу үшін жарық туралы жақсы түсінік қажет. Жарық – электромагниттік толқынның бір түрі. Ол саяхаттау үшін ортаны қажет етпейді. Дегенмен, жарықтың да бөлшектік сипаттамалары бар екендігі теориялық түрде ұсынылып, іс жүзінде дәлелденген. Бұл заттың толқындық бөлшектердің дуальділігі ретінде белгілі. Әрбір мәселеде осындай екілік бар. Жоғарыда айтылғандай, салыстырмалылық теориясы кез келген екі объект арасындағы салыстырмалы жылдамдық жарық жылдамдығынан жоғары жылдамдықтарды қабылдай алмайды деп болжайды. Бұл табиғи шек ретінде әрекет етеді. Айта кету керек, жарық жылдамдығы медианың кедергісіне байланысты төмендеуі мүмкін. Бұл сыну сияқты оқиғаларды тудырады. Жарықтың түсі толқынның толқын ұзындығына байланысты. Жарықтың бөлшектер теориясында жарық толқындары фотондар деп аталатын шағын пакеттерде келеді. Бос кеңістіктегі жарық жылдамдығының мәні секундына 299, 792, 458 метр. Бұл мәнді бірнеше әдістер арқылы алуға болады. Бұл әдістерге жылдамдықты өлшеу үшін астрономиялық объектілерді пайдаланатын Ромер әдісі жатады. Бірнеше әдістер бірнеше жарық сәулелерінің жиілігі мен толқын ұзындығын бөлек өлшейді және оларды жарық жылдамдығын есептеу үшін пайдаланады.
Жарық жылдамдығы мен дыбыс жылдамдығының айырмашылығы неде?
• Дыбыс вакуумда жарық тарала алмайды.
• Вакуумдағы жарық жылдамдығы кез келген нысан ала алатын ең жоғары жылдамдық болып табылады. Дыбыс жылдамдығының мұндай маңызы жоқ.
• Дыбыс жылдамдығы әрқашан жарық жылдамдығынан төмен.
