在当今世界,各种波的科学技术应用很多。大多数此类应用使用声波或电磁波。声波是机械波,而电磁波不是机械波。因此,声波的传播需要介质,而电磁波则不需要介质。这就是声波和电磁波的主要区别。这两者之间还有许多其他的区别。本文试图对此进行详细的阐述。
声波是由机械振动产生的机械波。例如,当你的**响起来时,它会震动周围的环境,在空气中产生压缩和稀薄。这些压缩和稀疏通过空气传播。当它们到达我们的耳膜时,会引起耳膜震动;这就是我们所感知的声音。因为它们是机械波,所以传播需要一种物质介质。因此,声波不能在真空中传播。
声波以纵波的形式在空气、液体和等离子体中传播。另一方面,在固体中,声波可以纵波和横波的形式传播。无论如何,声速取决于材料的性质。在空气中,光速随着温度的升高而增加。
为方便起见,声波分为以下三个波段。
次声–频率低于20Hz
可听声音–频率介于20Hz和20000Hz之间
超声波–频率高于20000Hz
纵波不能极化,因为只有横波才能极化。
此外,声波主要以其音调、响度和质量为特征。
电磁波是由加速或减速带电粒子产生的。它们是横波。因此,电磁波是可极化的。与任何其他类型的波不同,电磁波包含一个磁场,也包含一个相互垂直并垂直于波传播方向振荡的电场。这些波沿着波的传播方向携带能量。它们可以在真空中传播,因为它们不是机械波。它们可以通过空气、液体或固体传播。总之,电磁波在物质介质中传播时会衰减。衰减程度取决于电磁波通过的介质的材料特性。在真空中,电磁波以3×108ms-1。在任何物质介质中,波的速度和波长都会降低。
电磁波的频率范围极广。波的特性取决于频率、振幅等。因此,为了方便起见,电磁波被分成几个波段,即无线电波、微波、红外线、光、紫外线、X射线和其他波段γ 射线。总之,整个范围被称为电磁频谱。
声波:声波是由机械振动产生的。
电磁波:电磁波是由加速(或减速)带电粒子产生的。
声波:声波是由乐器、扬声器、音叉等产生的。
电磁波:电磁波是在载流导线、黑体辐射中产生的。
声波:声音不能在真空中传播。
电磁波:电磁波以ms-1的速度传播。
声波:空气中的声速随着温度的升高而增加。
电磁波:电磁波在空气中的速度比在真空中的稍慢。
声波:纵向声波是不可极化的。
电磁波:电磁波是可极化的。
声波:声波不能激发原子。
电磁波:电磁波能激发原子。
声波:声波产生听觉。
电磁波:电磁波产生视觉。
声波:有许多应用,包括乐器,超声波扫描,超声波清洗,声纳设备,在矿产勘探,石油勘探,消费电子产品和听力。
电磁波:有数百种应用。一般来说,这些应用都列在电磁波谱的相关波段下,因为大多数应用取决于电磁波的频率。
无线电波无线电广播等。
微波炉-微波炉、电视、**等。
红外线遥控器。
可见光-视觉,光合作用,
紫外-可见光谱
X射线-医学诊断X射线成像,X射线结晶学。
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“声波”——通过Wikimedia Comm***发布的自己的作品(CC by-SA 3.0)
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