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1 # 傅明竹1
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2 # 輝光昊耀
光粒子是宇宙中可證見的最小細粒子之一,它和磁粒子一樣存在,而磁粒子現在只在於可能證知和預見中。
而聲波本身聲波是一種物理現象,而非質子,能在特定的介質中傳播。真空屬於非物質非非物質。聲波在此能否得到傳播,有待探索。
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3 # 歷史投影
原因很簡單,光是一種物質,而聲波只是一種現象。
也就是說沒有物質的真空,並不影響光傳播,反而是空氣,水等物質媒介會影響光的傳播。
而作為現象的聲波,本質上是物質震動的傳播方式。真空已經沒有物質了,自然談不上傳播聲波了。
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4 # 萬華4021
光波與聲波都是向外釋放的能量,只不過是能量的強弱不同和載體粒子的大小不同罷了。
光的能量範圍比聲的能量範圍不知要大多少倍,就像光能傳上億光年的距離,而聲就算傳百公里距離,這能比嗎?
光的載體是光子,光子因粒子非常小速度又快,是可以在真空中穿行傳播。其實真空不空仍然存在許多比光子還小的粒子,只是太小看不見測不出罷了。
聲波的載體是分子,真空中當然沒有分子這麼大的粒子存在,所以真空中就不能傳播聲波了。
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5 # 千識
我們可以先思考這麼一個問題:為什麼子彈可以在真空中行進,但是海浪需要海洋?
這不是一個可笑的比較。子彈、宇宙飛船或者不走運的貴賓犬都可以輕鬆地穿過真空,因為它是離散的物體,一旦啟動就能繼續移動,它只需要沒有任何東西阻擋它。
另一方面,海浪僅僅是對海水的擾動。沒有海水,就不會有這樣的擾動。
同樣,聲音是空氣的一種擾動,如果沒有足夠的空氣密度把這種擾動從一個分子傳遞到另一個分子,就不能傳遞聲音——至少在地球上是這樣。
那麼,光是什麼情況呢?你可能知道光通常是由被稱為光子的離散粒子組成的。如果你把光想象成一群微小的光粒子,就很容易看出它是如何穿過真空的,就像霰彈槍爆炸一樣容易。
但你可能也知道,光子和其他基本“粒子”據說具有雙重性質,它們有時看起來是粒子,有時是波。你問這個問題是因為直覺上你知道如果光是一種波,就像你從你每天對聲波和海浪的理解中理解的那樣,它不應該比這些更能穿越真空。
你是完全正確的。這就是導致早期物理學家試圖尋找光可以透過“以太”傳播的證據的原因。既然這樣的以太被發現不存在,這就告訴我們,儘管有相似之處和令人困惑的術語,光根本不是波。至少在日常生活中不是這樣。
我們開始認為光要麼是粒子,要麼是透過某種隱藏以太的波。然後我們決定它是由“波”組成的,它們在某種程度上既是粒子又是波。然後我們現在稱其為“量子”,以體現兩者都不是。
光(和其他基本粒子)根本不是粒子,也根本不是波。它們是量子,量子很奇怪。它們以離散的單位出現,有時表現出粒子的特性,有時協調它們的運動,有時表現出波的特性,它們就是它們,無論我們的日常模型對它們多麼有用,尤其是在向小孩子解釋世界時,現實是完全不同的。任何試圖將量子理解為其他事物而非它們本身的嘗試,最終都將收效甚微。
所以,最終,光可以穿過真空,因為它是由稱為光子的量子組成的,而光子的特性就是不需要任何傳輸介質。
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6 # 全視界AcmeView
根據目前的理論,光是一種粒子,具有粒子特性,用光電效應實驗進行了證明和解釋;又由於光子的體積和質量都很小,尚無人測量出光子的靜止質量和體積,就像能量一樣滴傳播,因此也具有波的性質,雙縫干涉實驗、衍射等現象等可以解釋光的波動特性。
實際上,如果光是粒子,就有靜止質量;如果沒有靜止質量,就是能量而不是粒子。光是粒子與光子沒有靜止質量是矛盾的。
那麼,光電效應不是證明了光是粒子了嗎?其實不一定。
光電效應只可以證明光所攜帶的能量與電子激發之間的關係。因為不同波長與顏色的光所攜帶的動能不同,低能量的單一光子不能自行激發電子,一旦光子能量達到一定級別,單個光子也能立即使得電子激發越出金屬板。
這種現象不一定說明光子就是粒子,只能說光子具有粒子特性,因為光的發射需要能量,紫外線能量較高,紅外線能量較低。
如果光只的產生是按照能量級別進行的,就是說不夠級別的能量不能產生光,即使產最低能量的光,也需要一個臨界點(光的激發能),那麼光的能量是是一份一份組成的,而且與電子的能量有一定的配比關係。
因此,光還是一股能量。
回到本題的原點,如果說光是能量,聲也是能量,那麼光能在真空中傳播,聲也能在真空中傳播。只是聲在真空中傳播時發生了頻率改變,也就變得不是原來的聲音,人們聽不到而已。
把鬧鐘罩子抽成真空時,鬧鐘還在繼續敲打,說明一直在傳送出能量,但隨著空氣被抽出,聲音不見了,但聲音發生了頻率改變,繼續傳播和擴散,但不是可聽見的聲波了。
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7 # 老饅頭簸箕
光是電磁波,傳播的是電磁場。電磁場並不是有型的物質實體。
聲波是機械波,需要有物質實體才能傳播。
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8 # 王歡充
都可以在真空中傳播。
只不過聲波在真空中傳播目前還沒有能接受收或者探測的技術。
聲波對物質的形成有架構作用,不同的聲波頻率會促進產生不同的物質結構,大到天體,小到分子。
聲波在真空中傳播是透過在真空邊界處共振出特斯拉波實現的。
特斯拉波也是縱波和疏密波,能實現接收和探測到特斯拉波,就會體會到聲波也在真空中傳播了。
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9 # 涅槃行者
在回答這個問題之前,我們要弄先明白真空是什麼。
真空是怎麼被發現?1641年義大利數學家托里拆利在一根長為1m的管子內加滿水銀,然後很緩慢的將管口倒轉在一個盛滿水銀的盆內,這時管子內水銀柱的高度降為 76 cm,而玻璃管最上方無水銀的24cm地帶就是“真空”狀態。
簡單來說,就是把一個密閉空間內的空氣抽出來之後,就產生了真空。
物理學中給真空的定義是指在給定的空間內低於一個大氣壓力的氣體狀態。人們通常把這種稀薄的氣體狀態稱為真空。
事實上,物理學中的真空是相對地球大氣而言的,在地球大氣層之外的宇宙太空才是最接近真空的。
這是因為在太空裡沒有地球大氣所包含的各種氮、氧、氬、二氧化碳、水等分子。
有趣的是,據NASA的科學家稱,外太空的味道聞起來類似於煎牛扒、加熱後的金屬或者焊接東西的味道。
光波物理學中定義光是指所有的電磁波譜,光是由光子為基本粒子組成,具有粒子性與波動性,所以也稱為波粒二象性。
人眼只能看到電磁波譜的一小部分。可見光譜範圍大約為390~760nm,不可見光有紅外線(波長大於760nm),紫外線(波長小於380nm),x射線及遠紅外線等。
光波與聲波雖然類似,但並不相同,光波屬於電磁波,所以光的傳播不需要介質,並且光可以在真空、空氣、水等透明的物質中傳播。
電磁波是由同相振盪且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式移動。
例如,在無線電廣播中,人們先將聲音訊號轉變為電訊號,然後將這些訊號由高頻振盪的電磁波帶著向周圍空間傳播。而在另一地點,人們利用接收機接收到這些電磁波後,又將其中的電訊號還原成聲音訊號,這就是無線廣播的大致過程。
一般來說,凡是電磁波(也就是廣義上的“光”)在真空中的傳播速度都是一樣的,約為30萬公里/秒(真空中光傳播的速度是宇宙間物質運動的最快速度)。,但不同的介質對不同波長的光的阻礙作用是不同的,所以光在不同的介質中速度是不同的。
光速的計算方式真空中光的波速為c,它等於波長λ和頻率f的乘積
c=λv
目前公認的光速數值是:
c=299792.458km/s≈3×10^5km/s
聲波首先來說,在真空中沒有可供聲波傳導的介質,所以聲波在真空中是不可傳播的。
下面簡單來說說聲波如何傳播:
聲音的本質是聲波,而聲波是一種機械波,需要依靠彈性介質來傳播。聲波前進的過程是相鄰的介質粒子之間的接力賽,它們把波動形式向前傳遞,但它們自己仍舊在原地振盪,也就是說介質粒子並不跟著聲波前進。
具體來說,就是聲源的振動引起臨近的介質跟著一起振動,形成了疏密相間的縱波(波的傳播方向與振動方向一致),並向四面八方擴散開來,這就是聲波產生的原因。
按頻率來分的話,頻率為20Hz~20kHz之間的聲波稱為可聽波,即人耳能分辨的聲波;頻率低於20Hz的聲波稱為次聲波;頻率在20kHz~1GHz的聲波稱為超聲波;頻率大於1GHz的聲波稱為特超聲或微波超聲。
聲波可以在固體、液體或是氣體介質中傳播,介質密度愈大,則音速愈快。在空氣中,音速又會依空氣之狀態(如溼度、溫度、密度)不同而有不同數值。如攝氏零度的海面音速約為 331.5m/s(1193 km/h);一萬米高空之音速約為 295m/s(1062 km/h);另外每升高1攝氏度,音速就增加0.607m/s。
如何測量和計算聲波速度在1635年有人用槍聲來測聲速,以後方法又不斷改進,到1738年巴黎科學院利用炮聲進行測量,測得結果摺合為0℃時聲速為332米/秒,與目前最準確的數值331.45米/秒只差0.15%,這在當時“聲學儀器”只有停表和人耳和情況下,的確是了不起的成績。經過嚴格推導,聲速公式為:
式中ρ為介質的密度;K稱為體積彈性模量,dp、dρ分別為壓強和密度的微小變化。對於液體和固體,K和ρ隨溫度和壓強的變化很小,主要是隨介質不同而異,所以在同一介質中,聲速基本上是一個常數。對於氣體,K和ρ隨壓強和溫度的變化很大,故按體積彈性模量的定義,以用下式計算更為方便:
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10 # 講科學堂
之所以會產生“光為什麼能夠在真空中傳播”這樣的疑問,主要是因為波這種物理現象太過常見,以至於固化我們的思維。
聲波可以簡單的想象成一種類似於水波一樣的事物(實質上它們也都屬於機械波),這種波動能夠經常被觀察到,所以能夠被人所理解。有時聲波甚至能夠被肉眼直接看見,例如夜店裡巨大喇叭發出的鼓聲振動了杯中的啤酒。於是,很容易的,大家都被這些現象所迷惑,認為波必須依靠某種介質才能夠傳播。
在當時,波動說裡有個大bug:如果光是波,那麼它是如何在真空中傳播的呢?為此科學家們引入了一種無處不在,而又不能夠被人們察覺的物質—“以太”來作為介質傳播光。
就這樣一直到了本世紀初,阿爾伯特.愛因斯坦橫空出世,他用光子來解釋了光電效應,這使得科學家們開始意識到光(電磁波)同時具有粒子性和波動性,即:波粒二象性。德布羅意甚至認為物質同樣具備波粒二象性。這些學說後來都得到了試驗的支援。
圖:雙縫實驗驗證了光的波粒二象性
既然光具有波粒二象性,那麼它能夠在真空中傳播就很好理解了:光子像射出槍口的子彈,它不需要任何媒介就能穿越真空。
回覆列表
1、光可以在真空中傳播,光傳播依賴以太傳播,這種以太早就被否了,哪隻能認為光傳播不需要有形物質分子。
2、而聲波在真空中無法傳播,聲波傳播需要物質分子振動傳遞,真空中沒有有形的物質分子。