Lichtgeschwindigkeit vs. Schall
Lichtgeschwindigkeit und Schallgeschwindigkeit sind zwei sehr wichtige Aspekte von Wellen, die in der Physik diskutiert werden. Diese Konzepte haben eine enorme Bedeutung in Bereichen, die von der Kommunikation über die Relativitätstheorie bis hin zur Quantenmechanik reichen. In diesem Artikel wird versucht, die Unterschiede zwischen Schall- und Lichtgeschwindigkeit zu vergleichen und zu diskutieren.
Schallgeschwindigkeit
Um die Bedeutung der Schallgeschwindigkeit zu verstehen, muss man zuerst Schall verstehen. Schall ist eigentlich eine Welle. Genau genommen ist Schall eine Longitudinalwelle. Eine Longitudinalwelle versetzt die Teilchen in Schwingung, so dass die Schwingung parallel ist. Die Amplitude dieser Schwingungen entscheidet über die Schallintensität (wie laut der Schall ist). Es ist offensichtlich, dass es eine mechanische Schwingung geben muss, um einen Ton zu erzeugen. Schall kann als eine Reihe von Druckimpulsen betrachtet werden. Es muss beachtet werden, dass Schall immer ein Medium benötigt, um sich fortzubewegen. In einem Vakuum wird es keinen Ton geben. Die Schallgeschwindigkeit ist definiert als die Strecke, die eine Schallwelle pro Zeiteinheit durch ein elastisches Medium zurücklegt. Die Schallgeschwindigkeit in einem Medium ist gleich der Quadratwurzel des Steifigkeitskoeffizienten dividiert durch die Dichte des Mediums (v=(C / ρ)1/2). Es gibt mehrere Experimente, um die Schallgeschwindigkeit zu messen. Einige dieser Methoden sind die Single-Shot-Timing-Methode und die Kundtsche Röhrenmethode.
Lichtgeschwindigkeit
Lichtgeschwindigkeit ist ein sehr wichtiger Begriff in der modernen Physik. Es wird angenommen, dass es der einzige absolute Parameter im Universum ist. Gemäß der Relativitätstheorie ist die Lichtgeschwindigkeit die maximale Geschwindigkeit, die ein Objekt hypothetisch erreichen kann. Es kann gezeigt werden, dass jedes Objekt mit einer Ruhemasse keine Lichtgeschwindigkeit erreichen kann, da es unendlich viel Energie benötigt. Um eine Vorstellung von der Lichtgeschwindigkeit zu bekommen, ist eine gute Vorstellung vom Licht unerlässlich. Licht ist eine Form elektromagnetischer Welle. Zum Reisen ist kein Medium erforderlich. Es wird jedoch theoretisch nahegelegt und praktisch bewiesen, dass Licht auch Teilchencharakter hat. Dies ist als Welle-Teilchen-Dualität der Materie bekannt. Jede Materie hat diese Dualität. Wie bereits erwähnt, legt die Relativitätstheorie nahe, dass die Relativgeschwindigkeit zwischen zwei beliebigen Objekten keine höheren Geschwindigkeiten als die Lichtgeschwindigkeit annehmen kann. Dies wirkt als natürliche Grenze. Es muss beachtet werden, dass die Lichtgeschwindigkeit aufgrund der Impedanz eines Mediums reduziert werden kann. Dies verursacht Ereignisse wie Refraktion. Die Farbe des Lichts hängt von der Wellenlänge der Welle ab. In der Teilchentheorie des Lichts treten die Lichtwellen in kleinen Paketen auf, die als Photonen bekannt sind. Der Wert der Lichtgeschwindigkeit im freien Raum beträgt 299.792.458 Meter pro Sekunde. Dieser Wert kann mit mehreren Methoden ermittelt werden. Zu diesen Methoden gehört die Romer-Methode, die astronomische Objekte verwendet, um die Geschwindigkeit zu messen. Mehrere Methoden messen Frequenz und Wellenlänge mehrerer Lichtstrahlen separat und berechnen daraus die Lichtgeschwindigkeit.
Was ist der Unterschied zwischen Licht- und Schallgeschwindigkeit?
• Schall kann sich im Vakuum nicht ausbreiten, während Licht dies kann.
• Lichtgeschwindigkeit in einem Vakuum ist die höchste Geschwindigkeit, die ein Objekt erreichen kann. Die Schallgeschwindigkeit hat keine solche Bedeutung.
• Die Schallgeschwindigkeit ist immer kleiner als die Lichtgeschwindigkeit.
