在當今世界,各種波的科學技術應用很多。大多數此類應用使用聲波或電磁波。聲波是機械波,而電磁波不是機械波。因此,聲波的傳播需要介質,而電磁波則不需要介質。這就是聲波和電磁波的主要區別。這兩者之間還有許多其他的區別。本文試圖對此進行詳細的闡述。
聲波是由機械振動產生的機械波。例如,當你的**響起來時,它會震動周圍的環境,在空氣中產生壓縮和稀薄。這些壓縮和稀疏透過空氣傳播。當它們到達我們的耳膜時,會引起耳膜震動;這就是我們所感知的聲音。因為它們是機械波,所以傳播需要一種物質介質。因此,聲波不能在真空中傳播。
聲波以縱波的形式在空氣、液體和等離子體中傳播。另一方面,在固體中,聲波可以縱波和橫波的形式傳播。無論如何,聲速取決於材料的性質。在空氣中,光速隨著溫度的升高而增加。
為方便起見,聲波分為以下三個波段。
次聲–頻率低於20Hz
可聽聲音–頻率介於20Hz和20000Hz之間
超聲波–頻率高於20000Hz
縱波不能極化,因為只有橫波才能極化。
此外,聲波主要以其音調、響度和質量為特徵。
電磁波是由加速或減速帶電粒子產生的。它們是橫波。因此,電磁波是可極化的。與任何其他型別的波不同,電磁波包含一個磁場,也包含一個相互垂直並垂直於波傳播方向振蕩的電場。這些波沿著波的傳播方向攜帶能量。它們可以在真空中傳播,因為它們不是機械波。它們可以透過空氣、液體或固體傳播。總之,電磁波在物質介質中傳播時會衰減。衰減程度取決於電磁波透過的介質的材料特性。在真空中,電磁波以3×108ms-1。在任何物質介質中,波的速度和波長都會降低。
電磁波的頻率範圍極廣。波的特性取決於頻率、振幅等。因此,為了方便起見,電磁波被分成幾個波段,即無線電波、微波、紅外線、光、紫外線、X射線和其他波段γ 射線。總之,整個範圍被稱為電磁頻譜。
聲波:聲波是由機械振動產生的。
電磁波:電磁波是由加速(或減速)帶電粒子產生的。
聲波:聲波是由樂器、揚聲器、音叉等產生的。
電磁波:電磁波是在載流導線、黑體輻射中產生的。
聲波:聲音不能在真空中傳播。
電磁波:電磁波以ms-1的速度傳播。
聲波:空氣中的聲速隨著溫度的升高而增加。
電磁波:電磁波在空氣中的速度比在真空中的稍慢。
聲波:縱向聲波是不可極化的。
電磁波:電磁波是可極化的。
聲波:聲波不能激發原子。
電磁波:電磁波能激發原子。
聲波:聲波產生聽覺。
電磁波:電磁波產生視覺。
聲波:有許多應用,包括樂器,超聲波掃描,超聲波清洗,聲納裝置,在礦產勘探,石油勘探,消費電子產品和聽力。
電磁波:有數百種應用。一般來說,這些應用都列在電磁波譜的相關波段下,因為大多數應用取決於電磁波的頻率。
無線電波無線電廣播等。
微波爐-微波爐、電視、**等。
紅外線遙控器。
可見光-視覺,光合作用,
紫外-可見光譜
X射線-醫學診斷X射線成像,X射線結晶學。
γ- Rays-radiotherapy, to sterilize medical equipment.
Image Courtesy:
“Electromagnetic waves” by P.wormer – Own work, (CC BY-SA 3.0) via Wikimedia Comm***
Luis Lima89989的“聲波”——透過Wikimedia Comm***釋出的自己的作品(CC by-SA 3.0)
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