為什麼聲波能在金屬和玻璃中傳播,但是光波只能在玻璃中傳播?

時間 2021-05-30 19:42:54

1樓:高堡名人

聲波是機械振動,拿玻璃和金屬敲一下確實都會動。

光波是高頻電磁波,金屬內部由於對電場的靜電遮蔽和對磁場的楞次效應會直接抹殺光波的電磁場。玻璃因為絕緣,無法抹殺光波。

2樓:

關鍵是材質問題,它們的物理屬性決定了對各種波的傳播性質。

金屬能幾乎吸收和反射所有可見光(比較窄頻率的電磁波),因此表現為不透明。

而聲波的傳遞介質是材料中構成粒子本身,通過振動,將頻率資訊傳遞到材料另一側的空氣,空氣繼續傳遞振動,也就讓你聽到了聲音。

3樓:河邊草

先說是不是

光波可以在金屬中傳播!

早期的分光鏡,都是鍍製金屬膜的。

確實,金屬材料對可見光及其擴充套件的紫外紅外波段有極強的吸收,這種吸收的能力大致可以用消光係數來表示。但只要薄一點,部分透光沒有問題。

玻璃材料也有消光係數。最好的透明玻璃做成帶光纖,在最匹配的波長條件下,幾十公里之後也需要進行增強的。不然光全給吸收了。

4樓:吳翔

光是電磁波。金屬是良導體。良導體內部有自由電荷,會向著抵消電場的方向移動,使電荷在表面聚集,形成相反的電場,導體內部等電位。等電位的地方無法形成電場,所以電磁波無法傳播。

5樓:吳名氏一枚

光在玻璃中可以傳播,具體來說就是光纖,光在其中進行全反射而不洩露。傳播損耗大概為0.2dB/km,即傳播100km後,能量衰減為原來的1/100。

在金屬和介質交界處,光也是可以以等離激元的形式傳播的,不過損耗非常大,基本上傳個百微公尺量級。

在金屬中的話,光傳不進去,有乙個趨膚深度的概念。

所以我的理解,玻璃和金屬兩種材料,對於光而言可能就是損耗大小的差別,乙個損耗大,乙個損耗小。

而為何兩種材料損耗有差異,應該是要深入微觀層面去分析了,超出了我的能力範圍。

6樓:1的2的3

聲波是物體的振動傳播,光是電磁波,兩個本質上有區別。

玻璃屬於介質,金屬是導體,電磁波在導體裡傳播只能傳一點點,呈指數衰減。具體推導可以找本電動力學書看看。

7樓:

波的本質就是能量。

金屬和玻璃對聲波,也就是機械波的阻尼低,能量耗散慢,因此也就可以傳播的更遠。

光波是電磁波,其能量會被金屬中的自由電子迅速吸收,因此也就無法傳播的很遠。而玻璃中的自由電子很少,能量不會被強烈吸收,也就可以穿行。

8樓:一棵蘆葦

聲波本質上是原子的振動能量通過碰撞向外傳遞的過程。也就說人講話的時候聲帶振動引起聲帶附近空氣中的原子振動,這些原子的振動又帶動周圍原子的振動,周圍原子的振動最終又帶動了口腔外原子的振動~~~,這個過程簡單描述為:聲帶振動引起空氣振動。

所以聲音的傳播離不開原子的參與,同時也可以想象,原子離得越近,越容易互相碰撞傳遞能量,氣體、液體、固體的原子排布密度依次增大,對應的聲音傳播速度也依次增大。

而光波,是由變化的電場產生變化的磁場,再由變化的磁場產生變化的電場這樣一種能量狀態不斷改變的一種形式在空間中發生的,而這個過程不需要任何東西的輔助。

但光在傳播過程中是會和介質發生相互作用的,最容易和光子發生相互作用的就是電子。電子本來就在運動,它可以吸收光子的能量讓自己跑的更快。只不過大部分的電子被原子核約束著,不允許隨便改變速度,所以即便吸收了光子也會馬上還回去。

而有的電子離原子核比較遠,約束力很小,這時候它吸收了光子的能量就自己加速了,這部分電子稱為自由電子。

回到問題,聲音能在各種固體裡傳播是因為聲音本身就需要固體裡面的原子來傳遞能量。光不能在金屬裡傳播是因為金屬裡有很多自由電子會吸收光的能量。而能在玻璃裡傳播是因為玻璃裡面幾乎沒有自由電子。

作為乙個尾巴,同樣是玻璃,你把它砸成粉了光照樣沒法傳播,這就跟石頭、木頭,同樣沒有自由電子,但也不透光類似,涉及到光的反射和散射,跟前面的並不矛盾。

9樓:朝聞道

光波是一種電磁波,像電磁波一樣,可以穿透大部分物質,也有一部分物質不能穿透。它在介質中傳播時有衰減,當它照射金屬時,必須滿足電磁學定理及麥克韋斯方程,及邊界條件,所以不能穿透金屬,卻可以在玻璃中傳播。

聲波只能在介質中傳播,其本質是一種物質的振動傳播,沒有物質就沒有物質分子的振動,也就不存在聲波,所以聲波可以在玻璃和金屬中傳播。

月球上沒有空氣,所有在月球上講話或開啟收音機,月球上的人不能聽到。而光這種電磁波在真空中及月球上都可以傳播,所以我們可以看到月球車而聽不到行駛的聲音。

10樓:奇多多

聲音的傳播靠的是介質。靠介質內的微粒的振動乙個傳乙個地傳播下去。

光傳播不用介質。所以任何意義的介質對於光波來說都是障礙物。

可見光可以在玻璃裡面傳播,但是不可見光就未必。可見光和不可見光都是光,沒有本質區別的。

能在玻璃傳播而不能在金屬傳播,是因為玻璃是絕緣體,金屬是導體。

一般乙個物體透明與否,就看這個物體會不會吸收這個光波的光子。

會吸收就是不透明,不會吸收就是透明。

玻璃就不會吸收可見光波的光子,而金屬吸收所有光波的光子,因為金屬都是導體有自由電子。

用能帶來分析的話,絕緣體(還有半導體)有能隙,光子能量數值小於能隙數值的光波,就可以在這個絕緣體內傳播,所以是透明的;如果光子能量大於能隙,則光子就會被絕緣體吸收,則是不透明的。

而金屬能隙一般為0 ,有大量自由電子,可以隨意吸收各種能量級的光子,即金屬全波段吸收光子能量。所以金屬總是不透明的。

11樓:神秘博士DoctorWu

好問題!

全是因為自由電子!就是受迫運動會承載電流的電子。

金屬毫無疑問有自由電子呀。電磁波到達金屬表面,自由電子的受迫運動,而產生反射。在波的反射原理裡,屬於自由端反射,有半波損失。

玻璃也有特徵反射/吸收譜,那些允許透過的頻率不受任何型別電子的阻擋。

聲波就不一樣啦。依靠原子間相互彈性傳播,金屬和玻璃都能夠。

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