聲音無法在真空中傳播,那麼聲音碰到真空環境是消失了,還是以其他方式轉化了呢?

時間 2021-05-06 19:48:03

1樓:dxmpl

聲音沒有消失,沒有轉化,只是孤獨的在真空中沒有目的地的前進。

首先我們想象乙個最簡單的發聲器和最簡單的環境:乙個往復震動的膜,膜的一側是一群靜止的粒子(空氣),這群粒子之外沒有任何物質和場。這個模型非常簡單,但足夠回答問題。

它在向前震動的時候,把一些粒子加速,向後震動的時候沒有加速粒子

在這個簡單模型中,因為粒子是靜止而且沒有相對作用的,因此只有第一次產生了波的乙個密部。這個密部就是前面加速的一簇粒子

很快,這簇「聲音」衝出了這群粒子的範圍,進入到了真空中。

這簇粒子沒有消失,沒有轉化,只是孤獨的在真空中運動。

當然,都是在像問題中那樣沒有任何力的前提下,為了讓這群粒子在沒有任何作用力的情況下不飛快的擴散開,甚至做出了」一群靜止的粒子「這樣離譜的模型。

在現實中,能讓聲音向真空傳遞,要麼是空氣被引力限制在地球,要麼是空氣和真空隔著一面鐵牆。這樣的話,前者「可能」(可能性存微)會有少數粒子脫離地球進入太陽軌道(或者其他的什麼軌道)。後者會被鋼板反射,並且將動量傳遞給鋼板,然後被整個系統的阻尼轉化成熱(當然也可以轉化成其他的什麼能量)

2樓:咖哩落

科普題科普答法。

首先我們明確真空是什麼:真空就是不存在普通人理解層面上的物質/粒子/能量/場的空間。

接下來講聲音是什麼:聲音是大量粒子集團(粒子集團可以是氣體、液體、固體)以某種方式同步週期性振動輸出的訊號。

插入一條:根據定義,聽不到聲音≠沒有聲音。

然後從兩個角度描述聲音+真空。

我們假設有AB兩個空間,A為物質空間,B為真空。顯然AB之間有乙個介面可以保證A空間中物質量的穩定性。介面定義為|。

為了簡化思考過程,| 的性質應該為:A|=←| ---A中物質會被 | 反射。且 | 的體積為無窮小。

那麼結果很顯然了,聲音會被 | 全反射,這是 | 的性質決定的。因為攜帶聲音資訊的全部粒子都被反射回去了,顯然不可能有訊號到達B。

如果去掉 | 的反射性質呢?

攜帶聲音的粒子在穿過 | 後會一股腦的發散飛出去,它們可能在離 | 極小的位置內(乙個自由程)保有聲音的資訊,伴隨著聲音急劇衰弱,接下來因為失去束縛變成自由粒子飛向遠方。因為它們發散了,同樣失去了聲音的全部資訊。

也就是說我們在A中敲一下鼓,你在 | ~B的位置可以聽到極為短暫的一響,然後就什麼都沒有了。

而液體和固體中聲音的傳播和上面講的氣體是一種情況:真空中不存在物質,所以液固的聲訊號同樣不可能到達B。

總結起來說就是,聲音這種訊號的存在方式(週期性運動)需要相當強的束縛。對氣體而已這個束縛就是引力,對固液體來說是內部的各種靜電力。

而真空中不存在束縛~某種力~能量,所以聲音不能在真空中存在;而聲音在進入真空的這個 「過程中」發生的事就是:逐漸失去束縛---攜帶聲訊號的粒子解體---聲音消失。

而第二個角度我開個頭,讀者自己補全吧。

首先假設氣體傳聲的環境。

如果我把攜帶聲音(振動)全部資訊的粒子視覺化成乙個pattern(圖案),在物理上是成立的eg:在桌子上鋪一層沙子然後開音響看過了t以後會出現什麼。

打個比方,我們把完整的一組聲訊號看成乙個人浪,裡面的人~氣體分子;人浪傳播速度~聲速;人浪起伏強弱~聲強。

那麼,從A過渡到B的過程可以看作不斷拿走人浪中的人。

會發生什麼事呢?

3樓:深淵

聲學中有個名詞叫做聲阻抗,是由材質的密度乘以該材料的聲速決定的。如果是真空,那就沒有密度與聲速,代入聲反射率公式

反射率=百分百。

那應該是這樣子了吧

4樓:天空

還有乙個問題想請教一下,假設有乙個真空的玻璃罩,玻璃罩的中間有乙個聲源,聲源的四周都是真空,那聲源發出的聲波轉化為什麼了呢?

5樓:織月

此題似乎有必要明確一下題目背景,如果某一空間區域內一半是空氣,另一半是真空,中間有一介面,聲波由空氣側向介面傳播,則應發生全反射。

可以從聲波折射率的角度來考慮。

6樓:子炎1997

如上所述,聲波是一種機械波,而機械波的傳播需要介質,如聲波在空氣中傳播。那麼真空環境中沒有辦法傳播聲波的原因是因為沒有介質存在。不同介質中,聲傳播速度不同,如聲波在空氣中傳播的速度為340m/s,在水中的傳播的傳播速度1500m/s,這種現象可以用聲阻抗Zr來描述,聲波從一種介質進入另一種介質中時聲阻抗差距越大,在臨界面上反射越強烈。

那麼在試想下真空介面,假設理想條件下,一邊是空氣介質,一般是真空環境,試想一下,聲波通過空氣在傳遞到臨界麵時,「最終質點」(自己起的名字,意思是空氣介質中與真空環境分割的最後乙個質點)將保留緊鄰質點傳播過來的振動形式,但能量卻出現集中在分界面上的現象。當能量大到一定程度時,分介面開始類似乙個聲源向外輻射聲能,當能量達到一定程度時,停止輻射,如此反覆。

7樓:philosophysics

瀉藥所謂聲音,其實是機械波,而機械波則是大量凝聚在一起的粒子的運動形態的一種描述,聲音之所以在真空中無法傳播就是因為真空中沒有運動的載體。

本人才疏學淺,不知道聲子傳播到物質與真空的介面會發生什麼,不過我的物理直覺告訴我大概率是反射,不知道猜的對不對,具體還需要其他學過的人來指教。

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