Почему продольные волны не могут распространяться в пространстве (вакууме)?

«Причина, по которой звук не может распространяться в вакууме, заключается в том, что для звука нужна среда (твердое тело, жидкость или газ с реальными вибрирующими молекулами), а не потому, что это продольная волна». вибрировать. Световые волны путешествуют в космосе, поэтому достигают земли, а также используют вибрацию частиц для переноса энергии. Кажется, что эти две идеи сокращаются. Возможно, я не понимаю, почему продольные волны, такие как звук, должны проходить через среду.

Если вы имеете в виду идеальный вакуум , то вытеснять нечего. Однако «космос» — это не вакуум. Оно, как вы говорите, заполнено частицами, правда малой плотности, но пространство не пусто. Продольные волны могут существовать в пространстве , но не в вакууме . Заметьте также, что нельзя сказать, что звук существует в пространстве по двум причинам. 1.) Звук — это психофизическое явление, существующее только в человеческом мозгу. 2) продольные волны в космосе имеют очень низкую частоту, которую не может услышать человек.
@garyp - На самом деле существуют электростатические ионно-звуковые волны, которые являются продольными (т.е. к × дельта Е "=" 0 ) звуковая волна, колеблющаяся вблизи ионной плазменной частоты. В солнечном ветре у Земли это соответствует ~100-1000 Гц в системе покоя плазмы. В кадре космического корабля (который в основном находится в покое по сравнению с плазмой) волны могут быть смещены доплеровским сдвигом до ~ 1-10 кГц. Мы можем преобразовать эти сигналы непосредственно в звуковой сигнал. Университет Айовы проделал множество подобных экспериментов для различных плазменных волн.

Ответы (2)

Электромагнитные волны создаются колеблющимися заряженными частицами, но для их распространения не нужны другие частицы. Действительно, электромагнитные волны являются решениями уравнений Максвелла без источников, т.е. в вакууме.

С другой стороны, механические волны нуждаются в упругой среде для распространения, независимо от того, являются ли они поперечными, продольными или смешанными волнами.

Что касается частиц, присутствующих в глубоком космосе, которые могут распространять звук, я предлагаю вам прочитать этот пост .

Продольные электромагнитные волны не существуют в вакууме, потому что дивергенция E и B равна нулю. Следствием этого является то, что k-вектор, направление распространения, ортогонален E и B.

Волны, у которых продольная составляющая, т. е. составляющая, параллельная направлению распространения, действительно существуют в вакууме, см. любые ТЕ- или ТМ-волны в волноводах. Волны TE имеют компонент H, волны TM имеют компонент E, параллельный оси проводника. Граничные условия, а не среда распространения определяют, есть ли продольные компоненты для электромагнитных волн.
Моды @hyportnex волноводов представляют собой не плоские волны, а их суперпозиции, и базисные плоские волновые составляющие не направлены вдоль волновода. Этот ответ по-прежнему верен для плоских волн, что, я думаю, является ключевым моментом для обсуждения — или, по крайней мере, важным. Волноводные моды всегда можно разложить на суперпозиции плоских волн, тогда как, напротив, механические волны нельзя разложить на суперпозиции плоских волн — есть часть поля, которая является в основном продольной. Таким образом, граничные условия определяют суперпозиции, которые группируются вместе, образуя...
... мод, в то время как базисные элементы все еще чисто поперечные.
@WetSavannaAnimal_aka_Rod_Vance, как вы говорите, «моды волноводов не являются плоскими волнами», и я сказал, что все моды волноводов TE и TM имеют продольные компоненты. (Правда, я не учел добавленную возможность истинной ТЕМ-моды для многосвязного поперечного сечения) И хотя верно, что любую ТЭ- или ТМ-моду можно рассматривать как некоторую суперпозицию многократно отраженных плоских волн, верно также и то , что сумма имеет продольную составляющую в отличие от случая акустических волн, и это проблема, о которой я думал, что вопрос.
..... Обратите внимание, что никакое «обусловливание границ» не сделает акустическую волну чисто поперечной.
Почему продольные волны не могут распространяться в пространстве (вакууме)?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v