¿Se cumple λν=cλν=c\lambda\nu = c para todas las ondas del universo?

¿ Son todas las ondas del universo iguales a las ondas electromagnéticas ?

Básicamente, mi pregunta surge de una ecuación que encontré en mi libro de texto de química:

λ v   =   C .

Esto establece que la longitud de onda (distancia de cresta a cresta) multiplicada por la frecuencia (cantidad de veces que la onda pasa por el punto central) es igual a la velocidad de la luz. Ahora, sé que esto se aplica en el vacío y que la velocidad de la luz cambia según la densidad. Sin embargo, ¿esto se aplica a todas las olas? Si es así, ¿se aplica esto a una ola en el agua?

Parece que debería. Tienes una alta frecuencia de luz que es increíblemente alta en comparación con el agua, pero tienes una longitud de onda increíblemente pequeña que hace que ese valor sea más bajo. En el caso del agua, si consideraras solo la longitud de onda, el valor sería demasiado alto, pero si también consideras que la frecuencia va a ser varios órdenes de magnitud más baja que la luz, puedes ver a dónde podría llegar a esta conclusión.

Si medimos la cresta de una ola de agua y la frecuencia de esa ola (supongo que de la superficie del cuerpo de agua) y consideramos la densidad del agua en nuestro cálculo (como alguna otra variable que normalmente se usa al calcular esta ), ¿el resultado sería también la velocidad de la luz? Además, si el agua estuviera dentro de un vacío y tuviéramos que crear una ola, ¿cómo reaccionaría esta? Si pudiéramos crear una ola en el agua en este vacío, ¿reflejarían nuestros valores C o una variación de C según la densidad del agua?

Si λ v   =   C es válido para todas las ondas, ¿qué otros atributos se deben proporcionar dentro de la ecuación para que las matemáticas funcionen para dar la respuesta correcta de C ?

Esta ecuación no se deriva, es sencilla, en el sentido de que es algo así como a b C C b = a y realmente no hay física oculta adentro, para entender esto mejor te sugiero que veas cómo se construye.

Respuestas (1)

Sí, esta ecuación se aplica a todas las ondas... ¡con la salvedad de que reemplazas c por la velocidad de la onda que estás estudiando! En una onda de agua, el producto de la longitud de onda y la frecuencia será la velocidad de la onda de agua, no de la luz. Para las ondas de sonido en el aire, será la velocidad del sonido, etc.

Debido a esto, la forma general de la ecuación que proporcionaste es:

λ v   =   v w a v mi .

Otra cosa interesante es que la velocidad de la onda no necesita ser constante. La ecuación siempre es válida, pero es posible que la longitud de onda dependa de la frecuencia, en cuyo caso la velocidad también dependerá de la frecuencia. Esto sucede con las ondas de agua; Puedes notar que no todas las olas viajan a la misma velocidad en el océano. También sucede con la luz; la luz de diferentes colores viaja a diferentes velocidades a través del vidrio, que es lo que permite que un prisma disperse la luz blanca en un arco iris.

Cuando la longitud de onda depende de la frecuencia, lo llamamos "dispersión". Si no es así, entonces la velocidad de la onda es la misma para todas las ondas de ese tipo.

¿Por qué es v w a v mi en lugar de C ? ¿Es porque la onda tiene masa o porque algún atributo de la onda no se tiene en cuenta en la ecuación (como su densidad)?
@JonathanHickman La velocidad de la onda depende de la naturaleza del medio que transporta la perturbación. Para las ondas electromagnéticas, la perturbación se lleva a cabo en los campos eléctricos y magnéticos que obedecen a las ecuaciones de Maxwell, y la velocidad de la onda está determinada por la permitividad del vacío y la permeabilidad del vacío que aparecen como constantes físicas en esas ecuaciones. Pero las ondas también aparecen en otros medios. Para una onda en una cuerda, la velocidad estará determinada por la tensión de la cuerda y su masa/longitud, y esta velocidad será muy diferente de la velocidad de la luz. C .
¿Se cumple λν=cλν=c\lambda\nu = c para todas las ondas del universo?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v