Lyd & lys (fysik): Hvordan er de forskellige?

Lyd modtaget af vores menneskelige ører og lys modtaget af vores menneskelige øjne kan ofte synes at være to dele af det samme fænomen, men de er faktisk ganske forskellige.

Mens begge fænomener er bølger, er deres oprindelse og Ved at forstå disse forskelle kan vi give mening om vores sanser og få et bedre greb om den underliggende fysik.
Hvad er en bølge?

En bølge er en forstyrrelse i et medium, der forplantes fra et sted til en anden via svingninger i dette medium. Nøglen her er, at ethvert punkt i mediet selv svinger på plads, mens forstyrrelsen bevæger sig, og overfører energi i processen.

Overvej en menneskemængde i et stadion, der bølger ved et boldspil. Medlemmerne af mængden er bølgemediet. De svinger på plads ved at stå og sidde, mens selve bølgen bevæger sig rundt på stadionet.

Bølger har bølgelængde, amplitude og frekvens forbundet med dem. bølgelængden
er afstanden mellem successive bølgetopper. amplituden
er den maksimale forskydning af mediet fra ligevægten. Frekvensen
er antallet af bølgelængder, der passerer et punkt pr. Sekund.

Bølger kan være tværgående eller langsgående. I en tværgående bølge svinger mediet vinkelret på forplantningsretningen. I en langsgående bølge oscillerer mediet i samme retning som udbredelse.
Hvad er en lydbølge?

Lyd er et eksempel på en langsgående bølge. Når en lyd bevæger sig gennem et medium, såsom luft, forårsager den komprimeringer (regioner med øget tæthed) og sjældne påvirkninger (områder med nedsat tæthed) i luften, når den bevæger sig.

Lydbølger oprettes af svingninger - enten fra dine vokalakkorder, en indstillingsgaffel, musikinstrumenter eller en bunke retter, der styrter ned på gulvet. For eksempel vibrerer en slået gaffel med en bestemt frekvens. Når det bevæger sig, støder det ned i luftmolekylerne omkring det, og presser dem med jævne mellemrum. De komprimerede regioner overfører også denne energi til deres tilstødende luftmolekyler, og forstyrrelsen bevæger sig gennem luften.
Hvad er lysbølger?

Lys, også kaldet elektromagnetisk stråling (EM-stråling) eller elektromagnetiske bølger, resultater fra svingninger i elektriske og magnetiske felter. Hvis en ladning bevæger sig frem og tilbage langs en ledning, skaber den et elektrisk felt, der skiftes, hvilket igen skaber et skiftende magnetfelt, som derefter forplantes selv.

På denne måde fungerer elektromagnetisk stråling som sit eget medium og kræver ikke et eksternt medium, gennem hvilket man kan rejse, i modsætning til de fleste klassiske bølger. På grund af dette kan elektromagnetisk stråling krydse rumvakuumet. (Dette er en god ting - ellers når lys aldrig os fra solen!)

EM-stråling findes i mange forskellige former afhængigt af dens bølgelængde og frekvens, såsom radiobølger, mikrobølger, infrarød stråling, synlig lys, ultraviolet lys, røntgenstråler og gammastråler. Alle disse bølger bevæger sig med lysets hastighed i et vakuum (ca. 3 × 10 ^{8 m /s). Dette er den hurtigste hastighed i universet! Hurtigere end lys er ikke fysisk muligt.
Hvordan adskiller radiobølger og EM-stråling sig fra lydbølger?}

Folk forveksler ofte disse to typer bølger, fordi vi er så fortrolige med lytning.
til radioen via en højttaler eller hovedtelefoner. Og når det kommer til orkestrering af underholdningsbegivenheder, er der audiovisuelle ingeniører, der er nødvendige.

Men radiobølger er en form for elektromagnetisk stråling. De kører med lysets hastighed, og de sender information fra radiostationen til din radio. Imidlertid konverteres denne information derefter til bevægelsen af en højttaler, der producerer lydbølger, som er langsgående bølger i luften.

Lydens hastighed er ca. 343 m /s i luften, hvilket er meget langsommere end radiobølger, og de kræver et medium, som de skal rejse igennem.