¿Cuál es la diferencia entre la velocidad de onda y la velocidad de partícula? – Todas las diferencias
Las ondas y las partículas son dos cosas que están tan sincronizadas entre sí que a veces las consideramos como una sola. Tomemos el ejemplo de la luz, a veces se clasifica como una partícula (fotones) ya veces como una onda (onda transversal electromagnética).
Así que te estás preguntando si hay alguna diferencia importante entre ellos, después de todo, una partícula se mueve en sincronía con la perturbación que la causa, es decir, la propagación de la partícula en respuesta a una onda.
La respuesta corta: Absolutamente, las ondas y las partículas viajan a diferentes velocidades. Tenga en cuenta que las ondas son intangibles y no están físicamente presentes.
Son una representación de la energía, mientras que las partículas son tangibles y existen físicamente y están compuestas de materia. Por lo tanto, cualquier cosa que tenga masa no puede viajar a la velocidad de la luz, las ondas no tienen masa y, por lo tanto, no están unidas a la misma. restricciones.
Únase a mí mientras explico detalladamente cómo las ondas y las partículas están interconectadas pero son muy diferentes entre sí.
Para entender esta pregunta necesitamos refrescar nuestros conceptos y comprensión de lo que constituye una partícula y una onda.
Una onda es una perturbación en un medio que transporta energía sin causar un movimiento neto de partículas. Deformación elástica, cambio de presión, intensidad eléctrica o magnética, potencial eléctricoo la temperatura, podrían ser todas formas de una onda.
Estas son las propiedades básicas de cualquier onda:
Transfiere energía.
Suele implicar un Movimiento periódico y repetitivo.
No conduce a un movimiento neto del medio o de sus partículas (onda mecánica).
En este artículo, vamos a estar hablando de ondas mecánicas, es decir, ondas transversales y longitudinales.
Aquí hay una tabla que nombra las olas presentadas a cada grupo.
Tipos de Ondas Transversales y su velocidadTipos de Ondas LongitudinalesLuz (300.000.000 m/s)Sonido (330 m/s)Gamma (300.000.000 m/s)Ultrasonido (1540 m/s)Ondulación del agua (1500 m/s)Sísmica P- ondas (5000 m/s)La relación entre la velocidad de una partícula y una onda.
Curiosamente, hasta el momento, no tenemos una definición concreta adecuada de lo que constituye una partícula, y las respuestas varían según a quién le preguntes.
Hace mucho tiempo en la escuela aprendimos que la materia está hecha de átomos. Y que los átomos están hechos de ingredientes más pequeños: protones, neutrones y electrones.
Los protones y los neutrones son de quarks, pero los electrones no. Los quarks y los electrones, por lo que sabemos, son partículas fundamentales, es decir, no están compuestos por otras partículas más pequeñas. Todos estos son ejemplos de partículas.
Sin embargo, la materia más grande que estas partículas subatómicas también constituye una partícula, como moléculas enteras y granos de arena o arroz. Sin embargo, sin desviarnos de la partícula, en aras de la simplicidad, clasifiquemos las partículas como una pequeña pieza tangible de materia que se ve afectada por las ondas.
¿Qué es la velocidad de onda?
Un automóvil que viaja a una velocidad variable.
Velocidad de onda es la distancia recorrida por un movimiento periódico por unidad de tiempo. Normalmente se refiere a la velocidad, aunque la velocidad implica tanto velocidad como dirección. Además, la velocidad de una onda es igual al producto de la longitud de onda por la frecuencia y es independiente de su intensidad.
La definición de velocidad es una medida vectorial de la velocidad y la dirección del movimiento. Simplemente diga, la velocidad es la velocidad a la que algo se mueve en una sola dirección. La velocidad de un automóvil que viaja hacia el norte por una autopista importante y la velocidad de un cohete que se lanza al espacio se pueden medir usando la velocidad.
Considere rapidez y velocidad iguales, excepto que la velocidad es una cantidad vectorial, es decir, requiere tanto desplazamiento (dirección) como magnitud (intensidad).
La velocidad se puede definir simplemente con la fórmula Velocidad = Desplazamiento/Tiempo.
Entonces, mientras que una persona que salta de un lado a otro continuamente puede tener una velocidad constante o una velocidad de aceleración, su velocidad es 0, ya que no cubre ninguna distancia neta.
¿Cómo difieren entre sí la velocidad de onda y la velocidad de partícula en el movimiento de onda?
La velocidad con la que la onda viaja en el espacio se llama velocidad de onda. Se define como v=frecuencia∗longitud de onda.
La velocidad de las partículas es la velocidad a la que las partículas vibran para transferir energía en forma de onda.
La velocidad de la onda es constante (siempre que la densidad media y la frecuencia de la fuente sean constantes), mientras que la velocidad de la partícula varía con el tiempo (para una partícula específica) o la ubicación (para un tiempo particular).
Aquí hay un experimento mental para ayudarlo a visualizar mejor este concepto.
Considere caminar sobre una plataforma mientras hace malabarismos con una pelota en la mano. Examina la pelota. La pelota se mueve verticalmente como resultado de tus malabarismos, pero también se mueve horizontalmente cuando caminas sobre la plataforma.
La velocidad vertical de la pelota como resultado del malabarismo es similar a la velocidad de las partículas, que es la velocidad a la que una partícula mediana oscila alrededor de una posición media. Mientras que su velocidad horizontal en la plataforma es similar a la velocidad de onda, que es la velocidad a la que se mueve el pulso a través del medio.
Se pueden correlacionar usando la siguiente ecuación;
Velocidad de partícula = velocidad de onda x tensión en el medio.
La velocidad de onda es la velocidad con la que se propaga una onda o la velocidad con la que se mueve la perturbación. Pero la velocidad de la partícula es la velocidad con la que oscila una partícula. La onda consiste en un gran número de partículas oscilantes.
Por lo tanto, la velocidad de la partícula es la velocidad de una partícula individual que está oscilando.
La velocidad de onda es la velocidad general con la que se mueve la perturbación.
Este video debería ayudarte a entender más claramente.
La relación entre la velocidad de una partícula y una onda.
Normalmente no, pero pueden serlo. La velocidad de las partículas puede ser longitudinal o transversal, también conocida como de lado a lado o de arriba a abajo. Las partículas pueden moverse hacia arriba y hacia abajo a la misma velocidad que la propagación, pero ciertamente pueden ser diferentes.
Con las ondas longitudinales, es un poco más interesante ya que la propagación y las partículas se mueven en la misma dirección (si pensamos en un plano de coordenadas, las partículas se mueven hacia adelante y hacia atrás a lo largo de un eje, y la propagación solo se mueve hacia adelante).
Esto puede conducir a efectos como explosiones sónicas. Estos efectos se denominan supercríticos, lo que significa que las partículas se mueven más rápido que la propagación de la onda.
Si tienen la misma velocidad, probablemente solo esté en el umbral de supercrítico, pero sin efectos diferentes. Sin embargo, la frecuencia determina la resonancia.
Por lo general, no ocurre a la velocidad de propagación de la onda, pero estoy seguro de que hay un material donde sí lo hace. Además de la resonancia, cualquier cosa que no sea supercrítica tiene un comportamiento similar, por lo que las velocidades iguales probablemente no tengan efectos adicionales.
Considere una multitud de fanáticos en un estadio haciendo ‘la ola’. La velocidad de la ola alrededor del estadio es fácilmente medible. Pero ninguna de las ‘partículas’ (personas) deja sus asientos.
O considere la velocidad de una onda de sonido en el aire, aproximadamente 330 m/s. ¿Las partículas de aire en movimiento generan un viento de 330 m/s? No. Eso sería aproximadamente 3 veces más rápido que la ráfaga de viento más rápida jamás registrada en la Tierra.
Entonces no, la velocidad de la onda siempre será mayor o, en algunos casos, igual a la velocidad de una partícula en movimiento debido a una onda.
Pensamientos finales
Estas son las conclusiones clave de este artículo:
Una onda es una forma intangible de energía que perturba la materia al interactuar con ella.
Una partícula es un pedazo de materia y como tal es afectada por una onda.
Una sola onda podría afectar a muchas partículas en un momento dado, y la velocidad de cada partícula individual podría variar entre sí. Sin embargo, la velocidad de una onda siempre permanecerá constante en todo momento, garantizado si el medio no cambia.
Las ondas son energía y como tales pueden viajar a la velocidad de la luz, las partículas formadas por materia no pueden.
La velocidad de la onda es constante para un medio dado, mientras que la velocidad de la partícula cambia con el tiempo.
Un automóvil que viaja a una velocidad variable.
