编辑:[db:作者] 时间:2024-08-25 06:07:22
假设我们有一根钢棒,384000公里,地球表面之间的间隔和头顶的月球表面,让我们现实一点,这是一个很长的钢棒,永久不可能存在。但是为了这个思想实验,假设是这样,我们将暂时固定这些成分,让我们提出这个问题。
如果我们要提高钢棒的地球一侧1米,钢棒的远月端会发生什么?它会立即移动一米吗?会有几秒钟的延迟吗?可能延迟一个小时或更永劫光。事实证明,钢棒的玉轮端会移动1米,18小时24分钟后我们搬到了钢棒的接地端,这是一个巨大的延迟。
这是由于当我们在地球上推钢棒,我们没有推进全体384000公里长的钢棒一下子,而我们只是在推动提高这一组局部化的原子。这些原子在钢棒的地球末端推动它们相邻的原子,然后钢棒上的下一组原子等等,直到这种推力到达月球。
以是这种推动也可以认为,作为原子的弹跳,它不会立即上升到钢棒,而是须要韶光推一组原子,或者反弹到下一组原子中。特殊是钢棒这种弹跳率和对相邻原子的反应会向上移动,以每秒5.8公里的速率,这个速率被认为是钢中的音速,它因材料而异。
如果钢棒是橡木做的,那么在地球移动一米,到达月球则须要27小时,那是很长的韶光,但终极钢棒会到达那里。重点是虽然像钢筋或木头这样的材料,表面看起来是连贯的单一工具,因此人们会以为移动的全体物体是瞬间。
事实上,力量和运动须要韶光游历浩瀚物体中的原子,这种运动的旅行或传播,可以认为是原子的连锁反应,相互推挤或弹跳。这种传播的速率称为声音,它取决于材料或运动通过的媒介,它也是取决于特定介质的温度。
现在回到思想实验考虑会发生什么?如果以不同的办法移动钢筋,在地球上移动钢棒,10分钟后把钢棒移下来,月球上会发生什么?和之前的实验很相似,18小时后钢棒会向上移动,10分钟后它会向下移动。
现在假设更快地移动钢棒,以每秒100次持续一分钟然后停滞,这种像扭捏一样的运动将从钢棒的接地端以5.8的速率上升千米每秒,延迟18小时后钢棒的玉轮端会以完备相同的办法移动摇晃一分钟。
实质上材料中的力和运动没有遇上对方,纵然力在相反的方向,而是一旦运动开始,它以恒定的速率连续向上移动,这种运动的传播称为波。在这个思想实验中钢筋代表周围的空气,在原子弹跳的连锁反应中钢筋代表声音的传播的声波。
有五个关键观点在这个思想实验中显示出来,那会更好地帮助你理解声波和一样平常波。
第一个是声波是原子或粒子反弹到彼此的运动。
第二波可以传播很远,然而原子本身短途旅行。
第三波以成分传播,这些速率取决于材料。
第四同一介质中的顺序波以相同的速率传播,因此一波赶不高下一波。
第五是观点的政变,声波并不是像钢筋那样的物体,木桌或空气原子,而是声波以力或运动的传播。
当听到什么,实质是听到物体的运动或者是什么样的物体对空气粒子施加了力,环绕它从而导致这些空气粒子四处弹跳,这种弹跳被耳朵捕捉到并被视为声音。
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