Свет и звук — что есть что?

Мы редко задумываемся о природе привычных нам вещей. Между прочим, это может оказаться очень интересно. Поговорим о том, что такое свет и звук, рассмотрим их природу и приведем несколько интересных фактов про звук и свет.

Свет

Что такое свет? Свет – это электромагнитное излучение, длины волн которого лежат в диапазоне от 380 до 760 нанометров. Именно этот диапазон волн воспринимается нашими глазами как видимый свет. Так, волна определенной длины, отражаясь от предмета, попадает на сетчатку глаза, и мы решаем, что этот предмет, например, желтого цвета. Самой короткой длине волны соответствует красный свет, а самой длинной – фиолетовый. Тут вспоминается детская шпаргалка для запоминания цветов радуги: каждый (красный) охотник (оранжевый) желает (желтый) знать (зеленый) и так далее. Ниже приведем спектр электромагнитного излучения с указанием длин волн.

физическая природа света
Спектр

Как видно из рисунка, свет бывает не только видимым. В общем смысле под понятием «свет» понимают электромагнитное излучение, в том числе и не воспринимаемое человеческим глазом. Правее видимого излучения лежит область ультрафиолета, а левее – инфракрасное излучение. Перед ультрафиолетом есть еще более короткие волны — это космические лучи, гамма излучение и рентгеновское излучение.

Скорость света

Скорость света – самая большая из возможных в мире скоростей. В вакууме она составляет 300 000 километров в секунду. Например, чтобы добраться от Солнца до Земли, свету нужно около 8 секунд. Так что мы никогда не видим Солнце таким, какое оно есть именно в данный момент. Это всегда Солнце 8 секунд назад. Собственно, так со всеми предметами. То есть по факту мы всегда видим прошлое.

Скорость света
Свет

Один из самых фундаментальных и интересных фактов о свете — скорость света инвариантна. Это значит, что:

свет в любых системах отсчета движется относительно других тел с одинаковой скоростью независимо от того, как движутся сами тела

Это один из основных постулатов Теории Относительности.

Скорость света изменяется в зависимости от среды, в которой свет распространяется. Более того, свет даже не всегда распространяется прямолинейно. Например, вблизи массивной черной дыры фотоны испытывают такое сильное притяжение, что траектория сначала из прямой линии превращается в дугу, а затем и в окружность. Так, свет вращается вокруг черной дыры подобно спутнику, который вращается вокруг Земли по орбите.

Природа света
У черной дыры

Звук

Что такое звук? Это тоже волна, но не электромагнитная, а вполне себе механическая упругая волна. Колеблются частицы среды (воздух, вода, твердое тело), и это колебание воспринимается барабанной перепонкой человеческих ушей. Частота звуков, которые слышат люди, лежит в диапазоне от 16 герц до 20 килогерц. Опять же, звуки ниже слышимого диапазона называются инфразвуком, а выше – ультразвуком.

Вам понравится:   Черчение для чайников: обзор возможностей программы Autodesk AutoCAD

Природа звука

То, что мы не слышим звук выше или ниже нашего предела восприятия, не значит, что его не слышат другие существа. Например, киты, летучие мыши, птицы и рыбы используют ультразвуковую эхолокацию для общения и навигации. Так, синие киты могут слышать друг друга на расстоянии до 30 километров.

Различают шумы и музыкальные звуки. Шумы обладают сплошным спектром, а музыкальные состоят из гармоник – колебаний определенной частоты.

Один из самых интересных фактов о звуке — это влияние звука на человека. Доказано, что звуки природы и классическая музыка влияют на здоровье положительно и обладают успокаивающим эффектом. Хотя здесь все очень индивидуально, и положительный эффект на здоровье может оказывать также и старый добрый трэш-метал.

Музыка полезна для здоровья
Metallica

Скорость звука

Скорость звука в воздухе составляет 340 метров в секунду. Зная это, можно легко измерить расстояние до места, где ударила молния – достаточно лишь сосчитать секунды между вспышкой и громом, а потом умножить их на скорость.  Значение скорости звука может колебаться в зависимости от температуры и свойств среды. В отличие от скорости света скорость звука — это вполне преодолимый предел. Первым изобретением, которое наглядно продемонстрировало преодоление звукового барьера, был кнут. Все замечали, как он щелкает в руках у дрессировщика. Характерный щелчок обусловлен тем, что кончик кнута начинает двигаться со скоростью, большей скорости звука, а в момент перехода звукового барьера создается ударная волна. Также характерный хлопок слышен при переходе звукового барьера сверхзвуковым самолетом.

звуковой барьер
Сверхзвуковой самолет

В этой статье мы рассмотрели самые фундаментальные понятия в области природы света и звука, а также коснулись нескольких интересных фактов про свет и звук. Если Вам вдруг понадобится решить задачку по оптике или акустике, вспомните о наших авторах, которые помогут Вам справиться с проблемой максимально быстро и качественно. Напоследок, как всегда, предлагаем Вашему вниманию интересное видео. Удачи и до новых встреч!

Вам понравится:   Что интересного почитать студенту?

 

 

Иван
Иван
Автор
Иван Колобков, известный также как Джони. Маркетолог, аналитик и копирайтер компании Zaochnik. Подающий надежды молодой писатель. Питает любовь к физике, раритетным вещам и творчеству Ч. Буковски.
Оцените материал:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
263
Комментарии отсутствуют Написать комментарий
Ваш комментарий Отменить ответ