¿Por qué las ondas longitudinales no pueden viajar a través del espacio (vacío)?

'La razón por la que el sonido no puede viajar a través del vacío es que el sonido necesita un medio (sólido, líquido o gas con moléculas reales que vibran) y no porque sea una onda longitudinal' ¿Qué sentido tiene esto, ya que hay partículas en el espacio que pueden vibrar. Las ondas de luz viajan a través del espacio, por lo que llegan a la tierra y también utilizan la vibración de las partículas para transportar energía. Parece que estas dos ideas se están contrayendo. Tal vez lo que no entiendo es por qué las ondas longitudinales, como el sonido, tienen que viajar a través de un medio.

Si te refieres a un vacío perfecto , entonces no hay nada que desplazar. Sin embargo, el "espacio" no es un vacío. Está, como dices, lleno de partículas, ciertamente de baja densidad, pero el espacio no está vacío. Las ondas longitudinales pueden existir en el espacio , pero no en el vacío . Tenga en cuenta también que no se puede decir que el sonido exista en el espacio por dos razones. 1.) el sonido es un fenómeno psicofísico que existe solo en el cerebro humano. 2) las ondas longitudinales en el espacio tienen una frecuencia muy baja que ningún ser humano podría escuchar.
@garyp: en realidad, hay ondas acústicas de iones electrostáticos, que son longitudinales (es decir, k × d mi = 0 ) onda de sonido, que oscilan cerca de la frecuencia del plasma de iones. En el viento solar cerca de la Tierra, esto corresponde a ~100-1000 Hz en el marco de reposo del plasma. En el marco de una nave espacial (que está básicamente en reposo en comparación con el plasma), las ondas se pueden desplazar Doppler hasta ~ 1-10 kHz. Podemos convertir estas señales directamente en una señal de audio. La Universidad de Iowa ha hecho mucho de esto para varias ondas de plasma.

Respuestas (2)

Las ondas electromagnéticas se producen al oscilar partículas cargadas, pero no necesitan otras partículas para propagarse. De hecho, las ondas electromagnéticas son soluciones de las ecuaciones de Maxwell sin fuentes, es decir, en el vacío.

Por otro lado, las ondas mecánicas necesitan un medio elástico para propagarse, independientemente de que sean ondas transversales, longitudinales o mixtas.

En cuanto a las partículas presentes en el espacio profundo que podrían propagar el sonido, te sugiero que leas este post .

Las ondas electromagnéticas longitudinales no existen en el vacío porque la divergencia de E y B es cero. La consecuencia de esto es que el vector k, dirección de propagación, es ortogonal a E y B.

Las ondas cuya componente longitudinal, es decir, la componente que es paralela a la dirección de propagación existen en el vacío, vea cualquier onda TE o TM en las guías de ondas. Las ondas TE tienen la H, las ondas TM tienen la componente E paralela al eje guía. Las condiciones de contorno y no el medio de propagación deciden si hay componentes longitudinales para las ondas EM.
Los modos @hyportnex de las guías de ondas no son ondas planas, sino superposiciones de las mismas, y los componentes básicos de la onda plana no se dirigen a lo largo de la guía de ondas. Esta respuesta sigue siendo válida para las ondas planas, que creo que es el punto clave para la discusión, o al menos uno importante. Los modos de guía de ondas siempre se pueden resolver en superposiciones de ondas planas mientras que, por el contrario, las ondas mecánicas no se pueden resolver en superposiciones de ondas planas: hay una parte del campo que es fundamentalmente longitudinal. Entonces, las condiciones de contorno determinan las superposiciones que se agrupan para formar el...
... modos, mientras que los miembros de la base siguen siendo puramente transversales.
@WetSavannaAnimal_aka_Rod_Vance como usted dice "los modos de guía de onda no son ondas planas", y dije que todos los modos de guía de onda TE y TM tienen componentes longitudinales. (Es cierto que no entré en la posibilidad adicional de un verdadero modo TEM para la sección transversal multiconectada) Y si bien es cierto que cualquier modo TE o TM puede interpretarse como una superposición de ondas planas reflejadas de forma múltiple, también es cierto que la suma tiene un componente longitudinal a diferencia del caso de las ondas acústicas, y ese es el problema sobre el que pensé que se trataba la pregunta.
..... Tenga en cuenta que ninguna cantidad de "condicionamiento de límites" hará que una onda acústica sea puramente transversal.
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