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有沒有這方面的研究?如果有的話有什麼科學價值或者現實意義?
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  • 1 # 章彥博

    會,但影響很低。首先,光線為什麼會折射?這是因為光在不同介質中的速度有差異而導致的。比較符合直覺的論證,可以查閱「惠更斯原理」;而通行的解釋,則使用「最小作用量」原理解釋,在光學中,使用「光程極短」來推證。

    總而言之,只要介質中的光速不同,光就會在其內部發生折射。真空光速與介質光速的比值,就是我們常常聽到的「折射率」。

    所以問題就變成了:聲波會影響物質的折射率嗎?特別是在空氣中,聲波會不會影響空氣的折射率呢?

    答案是:會。我們設想一個極端的情況,如果我們不斷稀釋空氣,它就會越來越稀薄,越來越接近於真空。很顯然,這種情況下,光在其內部的速度也會越來越接近於真空中的光速。所以可以論證:空氣的密度會影響它的折射率。

    而聲波,其實就是一種密度波,是一種縱波。所謂密度波,顧名思義,是以空氣疏密來傳遞資訊的機械波。既然如此,那聲波當然會引起光線的折射了。

    在空氣動力學領域,有一種非常有用的攝影方法,稱為「紋影法」。紋影法利用空氣中不同位置的折射率的細微差異,加上光之間的干涉,來拍攝流體中難以觀察到的細微流動。

    上圖是一個超音速戰機的紋影攝影影象。可以清楚的看到,飛機飛行產生的激波,引起了空氣折射率的變化。而這些變化,透過紋影儀捕捉到了。

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