Почему эхо звуковых волн, попадающих в вакуум, возвращается не в фазе? [дубликат]

Возможный дубликат:
фазовый сдвиг на 180 градусов при отражении от оптически более плотной среды.

Я читал в книге по физике для музыкантов, что когда звуковая волна достигает почти твердого объекта, она создает почти полностью синфазное эхо. Однако, когда волна достигает почти вакуума, генерируемое эхо почти полностью не совпадает по фазе с эхом.

Может ли кто-нибудь подробно объяснить, почему это происходит (или указать мне подробное объяснение)?

(Мое математическое фу довольно сильное, но мое физическое фу - нет).

Ответы (1)

Это сводится к изменению скорости звука на границе раздела. Скорость звука в воздухе примерно равна 343 м/с. Скорость звука в твердом объекте обычно намного выше, потому что жесткость намного выше. Например, медь — 3901 м/с, кирпич — 4176 м/с и есть много других материалов, которые вы можете посмотреть для справки .

С другой стороны, почти вакуум имеет очень мало молекул для передачи звука. Это означает, что звук не очень хорошо проходит через него, и скорость звука намного, намного ниже. Вопреки распространенному мнению, он не равен нулю для всех частот, но для многих звуков они просто не очень хорошо распространяются без передающих их молекул.

Итак, у нас есть два условия. В первом случае волна идет из одной среды в другую, где скорость звука выше (твердое тело), ​​а во втором волна идет из одной среды в другую, где скорость звука ниже (ближний вакуум). Анимацию этих двух эффектов можно увидеть внизу этой страницы .

Вы можете видеть, что передача на более низкую скорость волны приводит к фазовому сдвигу (волна ослабляется и инвертируется), в то время как передача на более высокую скорость волны приводит только к ослаблению амплитуды. Математическая обработка волн, пересекающих границы, выполняется с использованием уравнений Максвелла, но электромагнитная волна и звуковая волна подчиняются одним и тем же (основным) управляющим уравнениям.

Первичный механизм в обоих случаях заключается в том, что волна, ударяющаяся о поверхность, генерирует волну во втором материале. Эта волна будет уходить либо с большей, либо с меньшей скоростью, чем падающая волна. Если бы свойства обоих материалов были одинаковыми, волна прошла бы насквозь и не было бы отражения (эха).

Не могли бы вы рассказать, как звуки некоторых частот должны проходить через вакуум?
Почти вакуум. Немногие части космоса полностью лишены молекул для передачи звуковых волн. Звуковые волны не могут передаваться на длинах волн меньше длины свободного пробега, что, как я допускаю, является очень большой длиной волны в межпланетном пространстве (~1 а.е.). Но это не ноль. И мы говорим о почти вакууме, который не так разрежен, как космическое пространство.
Ах хорошо. Просто накину несколько цифр: λ ≈ 1  м для слышимых звуковых волн (при ф "=" 300  Гц ), средний свободный путь составляет порядка десятков или сотен метров в космическом пространстве ( en.wikipedia.org/wiki/… , en.wikipedia.org/wiki/Vacuum#Measurement )
Ни по каким стандартам вы не ожидаете услышать что -то в открытом космосе. И вероятность того, что достаточное количество молекул находится рядом с вашим источником звука, даже если он был на нужной длине волны, очень мала. Но поскольку это сайт по физике, я решил, что ноль не ноль, если он не точен :)
Почему эхо звуковых волн, попадающих в вакуум, возвращается не в фазе? [дубликат]
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v