Tengo problemas para comprender la radiación electromagnética (u ondas en general, ya sea EM o sonido). Si tengo un altavoz de 1 vatio, ¿está infinitamente dividido y distribuido para que todos en todas las direcciones alrededor del altavoz puedan escucharlo?
No creo que tengan "altura", para llegar a más de una persona a la vez, pero si la tuvieran probablemente chocarían en un punto. ¿Cómo viajan las ondas de sonido "hacia atrás" (es decir, estás detrás de un altavoz), se dispersan por las partículas de aire o por sí mismas para que las personas que están detrás puedan escucharlas (a una amplitud reducida)?
No estoy seguro de cómo entenderlo.
En primer lugar, las ondas EM no se pueden dividir infinitamente (no estoy muy seguro acerca de las ondas de sonido, existe algún concepto de fonones). Las ondas EM vienen en paquetes finitos conocidos como fotones. Pero esto es irrelevante para el problema principal. Sí, en general, para una fuente de sonido/luz que no tenga preferencia direccional, las ondas se distribuirán uniformemente. Para un altavoz, no tanto. Pero las ondas se distribuirán en todas las direcciones, pero no uniformemente. Ya veremos.
Ahora bien, las ondas no necesitan irradiarse por todas partes a la vez. Las antenas normales irradian en todas las direcciones, pero también hay antenas direccionales, que irradian principalmente hacia adelante.
Ahora, comparar tus experiencias con la luz contra el sonido es una mala idea, porque la luz tiene una longitud de onda pequeña (en micrómetros) y el sonido tiene longitudes de onda en metros. ¿Qué cambia esto? Cambia el grado de difracción. La difracción es la curvatura de las ondas alrededor de obstáculos y es más efectiva para longitudes de onda más grandes. Vea los diagramas aquí (sin embargo, estos son para una fuente que emite en todas las direcciones) . Todas las ondas pueden doblarse en las esquinas, pero solo notamos esto en el sonido, ya que tiene una gran longitud de onda.
Ahora, ¿cómo explica esto escuchar a alguien detrás de ellos? Hay dos formas de ver esto. Una forma (que no me gusta) es simplemente diciendo que el sonido se difracta alrededor de tu cabeza. Después de todo, la cabeza es una especie de obstáculo (también se pueden considerar partículas de aire). Recuerde que la intensidad del sonido disminuye drásticamente cuando se para detrás de un altavoz, por lo que esto parece explicar el fenómeno.
Me gusta explicar esto de la siguiente manera. (Si no conoce el mecanismo de propagación de las ondas de sonido, primero lea esto y comprenda qué son las compresiones/rarefacciones). Tenga en cuenta que no estoy seguro de si esta es una explicación aceptada, es mucho más fácil "envolver su cabeza". Y parece funcionar.
Me referiré a este diagrama (disculpas por el descuido) para esta parte de mi respuesta:
En (A), hay una persona hablando. Genera oscilaciones de presión (es decir, sonido). En el diagrama, he señalado las compresiones con líneas negras y las rarefacciones con amarillas. No debería haber tanta diferencia de tamaño, pero soy bastante perezoso. Tampoco he hecho que las ondas de sonido se propaguen hacia afuera a medida que avanzan los diagramas, debido a la pereza antes mencionada.
Ahora, el aire detrás de la persona está a presión normal. Por lo tanto, será absorbido por las rarefacciones y, de manera similar, las compresiones serán absorbidas por esta región. Ver las flechas en (B). Ahora, debido al intercambio de aire, la presión de un área próxima a una rarefacción disminuirá y la de una cercana a una compresión aumentará (C). Finalmente, obtenemos un conjunto (ligeramente más débil) de compresiones y rarefacciones detrás del altavoz (también sucede en la parte superior, pero no lo he dibujado). Uno puede ver fácilmente que este proceso continuará, y el sonido finalmente irá en todas direcciones, con intensidad variable.
No creo que tengan "altura", para llegar a más de una persona a la vez, pero si la tuvieran probablemente chocarían en un punto. ¿Podría por favor elaborar esto? No entiendo qué es exactamente lo que estás preguntando. Si está hablando del sonido de un altavoz, llegará a todos los que estén cerca. No sé a qué te refieres con "altura".
Lo más probable es que esta explicación se reduzca a ser difracción al final, pero personalmente creo que es más fácil de entender que la difracción (que es más un fenómeno de "simplemente es" hasta que aprendes las ondas correctamente)
El sonido es capaz de difractar ampliamente. Por lo tanto, puede hacer todo tipo de cosas que no observamos con la luz, como esquivar obstáculos. El sonido PUEDE escucharse detrás de una fuente, pero la intensidad será menor. Esto se puede explicar tanto por la difracción como por la diferencia de presión fundamental.
Las ondas electromagnéticas o acústicas no se pueden "dividir infinitamente", pero las "porciones" mínimas de las ondas (cuantos - fotones o fonones) suelen tener muy poca energía. La radiación de un altavoz acústico o de una antena electromagnética se propaga en todas las direcciones, pero si el altavoz o la antena son direccionales, la llamada intensidad de la radiación depende en gran medida de la dirección. En algunas direcciones, la intensidad puede ser extremadamente pequeña. La propagación de la radiación, incluida la propagación hacia atrás (digamos, detrás del altavoz), está determinada por la llamada difracción (es posible que desee buscar este término en Google).
david z
juan q