Во сколько раз скорость света больше скорости звука?
Точное значение скорости света, скорости звука и их сравнение.
Какому аппарату (летательному, наземному и т.д.) принадлежит мировой рекорд скорости?
Скорость звука в различных средах зависит от плотности, температуры, упругости, давления, химического состава. Например, для пресной воды, при нормальном давлении, она составляет 1445 м/c, при 10 град.С и 1484 м/с, при 20 град.С. Для солёной воды её значения будут отличаться от указанных выше. Это же относится и к скорости звука в воздухе, её величина также не является "точной". Проще всего сопоставить скорости света и звука в вакууме. Поскольку в вакууме среды нет "по определению" и упругие волны не могут рапространяться, скорость звука в нём = 0. Отсюда следует, соотношение скоростей =бесконечности.
Что касается максимальной скорости среди наземных аппаратов, если я не ошибаюсь, на сегодняшний день ещё держится рекорд, установленный на болиде Thrust SSC в 1997 году. Он составляет, по разным источникам 1228 — 1230 км/ч (в Британской Википедии указано значение 1240.77 км/ч). Сейчас завершён проект создания нового болида Bloodhound SSC, профинансированный Министерством обороны Великобритании. Ожидается, что этот автомобиль длиной 12.8 м и весом более 6 т, имеющий три двигателя, сможет превысить скорость 1600 км/ч. Испытания состоятся в этом году на дне высохшего озера, в районе Northern Cape Province (Южная Африка).
Во сколько раз скорость света больше скорости звука
Что быстрее скорость света или скорость звука? свет звук скорость
вот вам цитата Коротеева Александра———Есть на это одна шутка — вот телевизор включаешь — сначала звук появляется, а потом картинка.
(Отвечавшие выше, видимо, даже её не слышали)
В атмосфере земли, разумеется, скорость света больше скорости звука.
Но вообще говоря обе эти величины зависят от среды, в котором распространяются волны — в первом случае электро-магнитные, а во втором — волны сжатия частиц (акустические) .
Так вот — в некоторых средах свет может распространяться заметно медленнее, чем в вакууме или воздухе. А в некоторых материалах звук распространяется куда быстрее, чем в воздухе.
Бывает такое, что частицы распространяются в среде со скоростью, большей, чем скорость света. И при этом ещё излучают. (Эффект Вавилова-Черенкова) . Но про звуковые волны на элементарных частицах обычно не говорят.. .
Пока у меня не получается найти информацию про вещество, в котором скорость звука превысила бы скорость света, но и нет информации о том, что это теоретически невозможно.
Так что как правило скорость света больше, но, возможно, этому есть очень специфические исключения.
есть такой анекдот: Завели мужики разговор «что на свете самое быстрое» и сидят спорят. Один: – Я думаю самый быстрый на свете это СВЕТ. Включишь и резко светло становится. – Другой: – Неее! Я думаю самое быстрое на свете – это СЛОВО. Скажешь и поймать не успеешь. Третий: – Нет, я с вами не согласен. Самое, что есть наибыстрое на свете – это ПОНОС! Вот вчера, как скрутило мне живот, ни СВЕТ включить не успел, ни СЛОВА сказать…
Свет и звук — что есть что?
Мы редко задумываемся о природе привычных нам вещей. Между прочим, это может оказаться очень интересно. Поговорим о том, что такое свет и звук, рассмотрим их природу и приведем несколько интересных фактов про звук и свет.
Что такое свет? Свет – это электромагнитное излучение, длины волн которого лежат в диапазоне от 380 до 760 нанометров. Именно этот диапазон волн воспринимается нашими глазами как видимый свет. Так, волна определенной длины, отражаясь от предмета, попадает на сетчатку глаза, и мы решаем, что этот предмет, например, желтого цвета. Самой короткой длине волны соответствует фиолетовый свет, а самой длинной – красный. Тут вспоминается детская шпаргалка для запоминания цветов радуги: каждый (красный) охотник (оранжевый) желает (желтый) знать (зеленый) и так далее. Ниже приведем спектр электромагнитного излучения с указанием длин волн.
Как видно из рисунка, свет бывает не только видимым. В общем смысле под понятием «свет» понимают электромагнитное излучение, в том числе и не воспринимаемое человеческим глазом. Левее видимого излучения лежит область ультрафиолета, а правее – инфракрасное излучение. Перед ультрафиолетом есть еще более короткие волны — это космические лучи, гамма излучение и рентгеновское излучение.
Скорость света
Скорость света – самая большая из возможных в мире скоростей. В вакууме она составляет 300 000 километров в секунду. Например, чтобы добраться от Солнца до Земли, свету нужно около 8 минут. Так что мы никогда не видим Солнце таким, какое оно есть именно в данный момент. Это всегда Солнце 8 минутназад. Собственно, так со всеми предметами. То есть по факту мы всегда видим прошлое.
Один из самых фундаментальных и интересных фактов о свете — скорость света инвариантна. Это значит, что:
свет в любых системах отсчета движется относительно других тел с одинаковой скоростью независимо от того, как движутся сами тела
Это один из основных постулатов Теории Относительности.
Скорость света изменяется в зависимости от среды, в которой свет распространяется. Более того, свет даже не всегда распространяется прямолинейно. Например, вблизи массивной черной дыры фотоны испытывают такое сильное притяжение, что траектория сначала из прямой линии превращается в дугу, а затем и в окружность. Так, свет вращается вокруг черной дыры подобно спутнику, который вращается вокруг Земли по орбите.
Что такое звук? Это тоже волна, но не электромагнитная, а вполне себе механическая упругая волна. Колеблются частицы среды (воздух, вода, твердое тело), и это колебание воспринимается барабанной перепонкой человеческих ушей. Частота звуков, которые слышат люди, лежит в диапазоне от 16 герц до 20 килогерц. Опять же, звуки ниже слышимого диапазона называются инфразвуком, а выше – ультразвуком.
То, что мы не слышим звук выше или ниже нашего предела восприятия, не значит, что его не слышат другие существа. Например, киты, летучие мыши, птицы и рыбы используют ультразвуковую эхолокацию для общения и навигации. Так, синие киты могут слышать друг друга на расстоянии до 30 километров.
Различают шумы и музыкальные звуки. Шумы обладают сплошным спектром, а музыкальные состоят из гармоник – колебаний определенной частоты.
Один из самых интересных фактов о звуке — это влияние звука на человека. Доказано, что звуки природы и классическая музыка влияют на здоровье положительно и обладают успокаивающим эффектом. Хотя здесь все очень индивидуально, и положительный эффект на здоровье может оказывать также и старый добрый трэш-метал.
Скорость звука
Скорость звука в воздухе составляет 340 метров в секунду. Зная это, можно легко измерить расстояние до места, где ударила молния – достаточно лишь сосчитать секунды между вспышкой и громом, а потом умножить их на скорость. Значение скорости звука может колебаться в зависимости от температуры и свойств среды. В отличие от скорости света скорость звука — это вполне преодолимый предел. Первым изобретением, которое наглядно продемонстрировало преодоление звукового барьера, был кнут. Все замечали, как он щелкает в руках у дрессировщика. Характерный щелчок обусловлен тем, что кончик кнута начинает двигаться со скоростью, большей скорости звука, а в момент перехода звукового барьера создается ударная волна. Также характерный хлопок слышен при переходе звукового барьера сверхзвуковым самолетом.
В этой статье мы рассмотрели самые фундаментальные понятия в области природы света и звука, а также коснулись нескольких интересных фактов про свет и звук. Если Вам вдруг понадобится решить задачку по оптике или акустике, вспомните о наших авторах, которые помогут Вам справиться с проблемой максимально быстро и качественно. Напоследок, как всегда, предлагаем Вашему вниманию интересное видео. Удачи и до новых встреч!
- Контрольная работа от 1 дня / от 120 р. Узнать стоимость
- Дипломная работа от 7 дней / от 9540 р. Узнать стоимость
- Курсовая работа от 5 дней / от 2160 р. Узнать стоимость
- Реферат от 1 дня / от 840 р. Узнать стоимость
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.
Одинакова ли скорость света на Земле и других планетах?
На Земле, мы с детства привыкли к двум в общем-то схожим понятиям: скорость света и скорость звука. Чисто на бытовом уровне, мы различаем их примерно так – скорость звука это быстро, а скорость света – очень-очень быстро. И в принципе, для того, чтобы объяснить разницу между скоростями звука и света ребенку, этой информации оказывается вполне достаточно.
Однако, несмотря на то, что в обоих случаях мы говорим вроде бы как о вещах одного порядка (скорости), природа обоих явлений отличается друг от друга. И когда начинаешь задумываться об этом на уровне абстракций, появляются интересные вопросы. К примеру, многие знают любопытный факт – не смотря на то, что вода гораздо плотнее воздуха, звук под водой распространяется гораздо быстрее, чем на поверхности (по этой причине, дельфины не “тормозят” посылая друг другу сигналы даже на очень больших дистанциях).
А вот запаздывает (или ускоряется) ли свет под водой? Иными словами – изменяется ли скорость света в зависимости от условий среды на Земле или… на других планетах? Попробуем разобраться.
Скорость света и некоторые космические расстояния
Что такое скорость звука и от чего она зависит
Звук представляет собой чисто физическое явление, волновые колебания любой материальной среды. Соответственно, звуковые волны могут распространяться только в какой-то среде (в газах, жидкостях, твердых телах или даже в плазме, но никогда в вакууме, т.е. пустоте).
Скорость звуковой волны будет зависеть от физических свойств среды: плотности, температуры и ряда других свойств, наподобие ли других более сложных величин (таких как показатель адиабаты или коэффициент жесткости). Отсюда простой вывод – скорость звука, это величина не постоянная и применимая только к конкретным условиям.
Для простоты, принято считать, что средняя скорость звука равна 1235 км/ч (340 м/с). Но это показатель применим исключительно к воздушной среде и температуре +30 градусов по Цельсию. А вот под водой средняя скорость звука составит целых 5400 км/ч (1500 м/с)!
На первый взгляд это парадокс, но если задуматься, то все становится на свои места: вода плотнее, чем воздух, вот и скорость распространения колебаний в ней выше. Чем более разреженной является среда – тем скорость звука в ней будет ниже, пока не упадет до 0 км/ч в вакууме.
Таким образом, по скорости звука можно делать выводы о расстоянии которое звук прошел если известна плотность среды (по этому принципу работают “радары” дельфинов и летучих мышей) и наоборот, замеряя скорость отраженной звуковой волны и зная расстояние, можно определить физические свойства материала через которое прошел звук. Этот принцип лежит в исследовании недр Земли с помощью подземных взрывов.
А что на других планетах?
Легко предположить, что на Венере, где атмосфера обладает невероятной плотностью, звук будет распространятся гораздо быстрее, чем на Земле. А вот атмосфера Марса, напротив, способствует неспешным разговорам – она очень тонкая и звуковые колебания будут идти гораздо медленнее.
Наглядный пример разницы скорости звука в разных средах
Может ли изменяться скорость света?
Свет – это тоже волна, но электромагнитная волна, т.е. колебания электромагнитного поля, существующие независимо от материи. Следовательно, свет легко может перемещаться даже в пустоте (в вакууме).
В общей теории относительности скорость света является универсальной постоянной c=300 000 км/с (с небольшим округлением от 299 792 458 м/с). Однако, надо понимать – как и в случае со скоростью звука, реальная скорость света не всегда остается строго постоянной и на неё тоже влияет среда, через которую проходит свет. Правда, несколько иначе.
Одним из свойств любой среды, является её относительная диэлектрическая проницаемость (значение которого всегда больше 1), и вычисляя скорость света в какой-то среде, обычно мы просто делим её на квадратный корень относительной диэлектрической проницаемости. Таким образом, новая скорость всегда будет меньше, чем c скорость света в вакууме.
В случае видимого света и полупрозрачных сред для удобства мы определяем “показатель преломления” n среды как квадратный корень из относительной диэлектрической проницаемости (значение, равное или большее 1).
В этом случае скорость света в среде будет равна c/n (и всегда меньше, чем скорость света в вакууме), а значение n получается экспериментально для разных сред и считается постоянным.
Например, показатель преломления n будет равен:
- n=1 для вакуума (скорость света 299 793 км/с)
- n=1,0003 для атмосферного воздуха при стандартном давлении и температуре (скорость света 299 704 км/с)
- n=1,31 для льда (скорость света 228 782 км/с)
- n=1,33 для воды (скорость света 225 341 км/с)
- n=1,5 для стекла (скорость света 199 803 км/с)
- n=1,54 для кварца (194 613 км/с)
- n=1,76 для рубина (170 386 км/с)
- n=2,42 для алмаза (123 845 км/с)
Таким образом, фактически мы имеем не одно, а сразу два понятия называющихся скоростью света:
- Универсальную физическую постоянную применяемую для расчетов в физике (300 000 км/ч), пригодную для подсчетов гигантских расстояний между планетами и звездами по причине того, что в космосе их разделяет только вакуум, ничуть не изменяющий скорость света.
- Реальную, “фактическую” скорость света, изменяемую конкретной средой, через которую проходит свет. Она легко может быть меньше и даже существенно меньше эталонной скорости света в вакууме.
Окажись мы на другой планете, нам пришлось бы иметь дело как раз с реальной скоростью света, которая зависит от показателя преломления среды, составляющей атмосферу или океаны планеты (газа, жидкости или твердого тела). К счастью, современная наука позволяет легко рассчитать эти значения заранее, если мы знаем состав и свойства этой планеты.
Скорость света в разных средах
Может ли быть скорость выше скорости света?
Когда речь идет о современных реактивных самолетах или ракетах, нередко можно услышать о таких понятиях как “две скорости звука”, “пять скоростей звука” и т.п. То есть сама по себе скорость звука не является каким-то пределом, только лишь единицей измерения. Она обозначается как 1Мах = 1235 км/ч и зная, к примеру, что истребитель МиГ-31 может двигаться со скоростью 3000 км/ч, легко подсчитать, что в “махах” его скорость составит 2,43, то есть будет превосходить скорость звука в 2,43 раза.
Скорость света отличается от скорости звука тем, что это предельная величина. Потому что не бывает скорости равной “двум скоростям света” и даже скорости превосходящей скорость света на 0,5% тоже не бывает. Более того – кроме света, ничто более во вселенной не может набрать скорость сопоставимую с 300 000 км/ч.
Исследователи выявили – как бы мы не разгоняли любую материальную частицу (т.е. обладающая массой), она может лишь приблизиться к скорости светового луча, но никогда не может догнать ее и тем более превысить. Максимальная скорость света действительно оказывается постоянной величиной.
Может ли скорость света быть ниже скорости света?
На этот вопрос мы уже ответили ранее – распространяясь в какой-то среде отличной от вакуума, скорость света может существенно снижаться и падать даже до половины “нормальной” скорости света.
Но… не перестает ли при этом свет быть светом? На самом деле, ответить на этот вопрос очень легко, если представить себе прохождение солнечного луча в атмосфере нашей планеты.
Белый световой луч входит в атмосферу и сразу же сталкивается с препятствиями: пылью, водяными каплями и т.п. Что происходит с лучом? Он начинает терять скорость, часть его спектра поглощается и … мы видим синее небо. Вот солнце клонится к закату, лучам приходится проходить уже через более плотный атмосферный слой и… мы наслаждаемся красным заревом заката. Но вот мы закрываем глаза и полностью останавливаем скорость света, замедляя её почти до нуля. И наступает темнота, света уже нет.
Вот так запросто определить скорость света визуально, без всяких приборов – белый свет самый “быстрый”, голубой – гораздо медленнее, красный – самый медленный, а как только наступает темнота – скорость света стремится к нулю.
По цвету светового луча тоже можно судить о скорости фотонов
Всегда ли скорость света была постоянной величиной?
Вселенная существует уже 14,5 миллиардов лет. Всегда ли действовал этот физический закон: скорость света равна 300 000 км/с и не может быть превышена?
Наблюдая за самыми дальними объектами космоса, мы можем сделать вполне однозначные выводы: скорость света была постоянной всегда.
Все проводимые учеными измерения лишь подтверждают это правило: изменения не превосходят колебания в пределах 7% от текущего значения за последние 13,7 млрд лет. Если бы по какой-то из этих метрик скорость света оказалась не постоянной, или же она отличалась бы у разных типов света, это привело бы к крупнейшей научной революции со времён Эйнштейна.
Вместо этого все свидетельства говорят в пользу Вселенной, в которой все законы физики всегда, везде, во всех направлениях, во все времена остаются одинаковыми, включая и физику самого света.