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声音在真空中的传播速度,光在真空中的传播速

栏目: 其他说说 来源: www.jsqq.net 时间: 2022-08-31 00:00

(这个答案通俗易懂,不花哨,完全是中学物理知识,可以让你快速理解最基本的物理知识和相对论的知识)

它们的原理既相同又不同,因为有两种光速不变,一种是麦克斯韦光速不变,一种是爱因斯坦光速不变。

麦克斯韦的恒定光速是牛顿物理系统中的恒定光速。这个光速不变原理和空气中声速不变的原理是一样的。

这个问题比较复杂,但并不深刻。都是初中物理,高中水平的人应该都能看懂。

我们都知道声音的传播需要一种介质,其中之一就是空气。

我们都知道研究运动需要选择一个参照系,当然研究声音的运动也需要选择一个参照系,但是这个参照系比较特殊,不能随便选择。为什么?

要理解这个问题,首先要了解惯性运动和非惯性运动的区别。

惯性运动是中学学习的主要运动。惯性运动是因为运动的物体有质量,因此有惯性。改变运动状态需要外力,有加速和减速过程。例如,汽车有质量,所以它有惯性。为了使静止的汽车移动,需要对其施加动力以克服其静态惯性,然后汽车逐渐加速。使行驶中的汽车停下来,需要对它施加阻力以克服其运动的惯性,然后汽车逐渐减速,最后停住。牛顿的研究发现,在惯性运动中,加速度与外力成正比,与物体的质量成反比,即a=F/m。这是牛顿第二定律。

而不是惯性运动,因为运动的物体没有质量,所以没有惯性。谁能告诉我声音的质量是什么?声音没有质量,所以没有惯性,声音的运动也不是惯性的。 (虽然空气分子有质量,但声音的运动是由空气振动产生的,但空气分子只在附近振动,不随声音发生机械位移,所以空气分子的质量与声音运动无关,而声音运动是仍然是非惯性运动。同理,即使光子有质量,也不能说光子的质量对光的运动有影响。)非惯性运动不具有惯性运动的特性例如,在声音的运动中,速度始终是恒定的,没有加减速过程,外力对其速度没有影响。高速大声说话?不。小声嘀咕?也不是。已经发现,波、机械波和电磁波的运动都是非惯性运动。

牛顿物理学认为,惯性运动和非惯性运动是两种性质不同的运动,应该分开研究,不能混为一谈。牛顿三定律只适用于惯性运动,不适用于非惯性运动,所以牛顿第一定律也称为惯性定律。单个空气分子的运动是惯性运动,可以用牛顿定律研究,但声音的运动不是惯性运动,不能用牛顿定律研究。研究惯性运动,只能选择惯性参考系(静态或匀速直线运动的参考系),但研究非惯性运动,不能选择惯性参考系。为什么?

以惯性运动为例。坦克静止在地面上,它发射的弹丸的速度为 500 m/s(以地面为参考系)。壳的运动是惯性的。当坦克以 100 m/s 的恒定速度直线移动时,它以 600 m/s 的速度发射炮弹(仍然以地面为参考系)。此时shell的速度增加了100。额外的100是从哪里来的?这是因为坦克的速度转移到了炮弹上。所以惯性运动的速度受弹丸速度的影响。如果我们使用坦克作为我们的参考框架呢?无论坦克是静止的还是匀速直线运动,它发射炮弹的速度都是 500 恒定的。惯性运动具有这样的特点。因此,在研究惯性运动时,可以选择一个惯性参考系来研究,取其方便,随意选择。惯性运动 在任何惯性参考系中,运动规律都是一样的,物理公式也是一样的,不需要改变。我们研究一个静止的坦克在地面上发射炮弹的速度,发现它是500。如果我们研究一个移动的坦克发射炮弹的速度,它仍然是500。两个参考系的结果是一样的, 并且两个参考系是等价的。 .

但非惯性运动不同。坦克静止在地面上,发动机声速为340m/s(以地面为参照系)。当坦克以 100 m/s 的匀速直线运动时,声速仍为 340 m/s(以地面为参考系)。当以坦克为参照系时,你会发现向前的音速是240,向后的音速是440,向上的音速介于两者之间。这时候就复杂了,因为声音的运动不是惯性运动,不受声源速度的影响,也不能把声源的速度传递给声音。这时候,我们可以选择一个惯性参照系来研究声音的运动吗?不能。

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