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为什么光比声音传播速度快?优质

845次浏览| 2022-06-29 01:11:20 更新
来源:互联网
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光是直线传播的,但当光遇到另一介质(均匀介质)时方向会发生改变,改变后依然缘直线传播。而在非均匀介质中,光一般是按曲线传播的。以上光的传播路径都可以通过费马原理来确定。光是沿前后左右上下各个方向传播的,光的亮度越亮,越不明显看出,当光亮度较暗时,由发光体到照明参照物的光会扩大,距离越远,扩散的越大,由最初的形状扩散到消失为止,而当发光体离照明参照物零距离时,光的形状是发光体真正的形状大小,所以光传播的方向与光的亮度、光与照明参照物的距离有关。传播途中每一点都是一个次波点源,发射的是球面波,对光源面发出的所有球面波积分,当光源面远大于波长时结果近似为等面积、同方向的柱体,即表现为直线传播,实际上也有发散。

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光一般情况下300000千米/秒,根据1975年第15届国际计量大会决议,把真空中光速值定为c=299 792 458米/秒。当然在介质中,光的传播速度是小于上述值的,在不同介质中光速是不惟一的。在通常应用多取c=3×10^8米/秒。而声学在做现场音效时的应用:声波振动一次所传播的距离,用声波的速度除以声波的频率就可以计算出该频率声波的波长,声波的波长范围为17米至1.7厘米,在室内声学中,波长的计算对于声场的分析有着十分重要的意义,要充分重视波长的作用。例如只有障碍物在尺寸大于一个声波波长的情况下,声波才会正常反射,否则绕射、散射等现象加重,声影区域变小,声学特性截然不同;再比如大于2倍波长的声场称为远场,小于2倍波长的声场称为近场,远场和近场的声场分布和声音传播规律存在很大的差异;此外在较小尺寸的房间内(与波长相比),低音无法良好再现,这是因为低音的波长较长的缘故,故在一般家庭中,如果听音室容积不足够大,低音效果很难达到理想状态。很多现场调音师都没有理会到音频与波长的关系,其实这是很重要的:音频及波长与声音的速度是有直接的关系。在海拔空气压力下,21摄氏温度时,声音速度为344m/s,而我接触国内的调音师,他们常用的声音速度是34Om/s,这个是在15摄氏度的温度时声音的速度,但大家最主要记得就是声音的速度会随着空气温度及空气压力而改变的,温度越低,空气里的分子密度就会增高,所以声音的速度就会下降,而如果在高海拔的地方做现场音响,因为空气压力减少,空气内的分子变得稀少,声音速度就会增加。音频及波长与声音的关系是:波长=声音速度/频率; λ=v/f,如果假定音速是344 m/s时,100Hz的音频的波长就是3.44 m,1000hz(即lkHz)的波长就是34.4 cm,而一个20kHz的音频波长为1.7cm。 

传播速度是用来表述波的传播快慢的物理量,表示在一给定瞬间和一给定空间的点上,场的一个给定特性在指定时间间隔内的位移矢量与该时间间隔的持续时间之比,当持续时间趋于零时的极限。光(电磁波)在真空中的传播速度。目前公认值为C=299.792.458米/秒(精确值),一般四舍五入为3x10⑻米/秒,是最重要的物理常数之一。声音的传播需要物质,物理学中把这样的物质叫做介质。 声音在不同的介质中的传播速度:真空 0m/s(也就是不能传播)空气(15℃)340m/s空气(25℃) 346m/s软木500m/s煤油(25℃)1324m/s蒸馏水(25℃)1497m/s海水(25℃)1531m/s 铜(棒)3750m/s大理石 3810m/s 铝(棒)5000m/s铁(棒)5200m/s声音在不同的物质中的传播速度不同。

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