De voortplantingssnelheid van elektromagnetische (licht)golven in transparante stoffen is stofafhankelijk. Verder is die voortplantingssnelheid ook licht verschillend over het spectrum, waarbij hogere frequenties een ietwat lagere voortplantingssnelheid hebben. Een fenomeen waaraan we o.a. de regenboog te danken hebben.
Bij geluidsgolven schijnt dat niet zo te zijn. Veel bronnen zijn daar heel stellig over. Op zich vreemd, omdat beide golfsoorten in heel veel opzichten (breking, reflectie, interferentie) identiek gedrag vertonen. Hier en daar vind ik iets wat reden geeft tot vraagtekens in dit opzicht, maar ik kom er niet door, zoals hier:
Recent papers demonstrate some confusion over the frequency dependence of the speed of sound in air. The aim here is to correct the misunderstandings that have arisen.
Iemand die hier meer van weet? Is de voortplantingssnelheid van geluid ook werkelijk onafhankelijk van de frequentie, of speelt hier bijvoorbeeld een relativiteitseffect, wat ervoor zorgt dat dat effect eigenlijk alleen meetbaar is bij extreem hoge snelheden, die een geluidsgolf uiteraard nooit zal bereiken?
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN...
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip... http://sciencetalk.nl/forumshowtopic=59270
De frequentieafhankelijke voortplantingssnelheid, dispersie, treedt niet alleen op bij elektromagnetische golven maar kan ook bij geluidsgolven voorkomen. Daarvoor is er een dispersief medium nodig. In de atmosfeer is alleen de CO2 dispersief, maar het effect daarvan is gezien de 0,04% CO2 zeer gering. Toch zouden zeer hoge frequenties zich hierdoor wat sneller door de atmosfeer moeten verplaatsen. Indien de frequentie van het geluid extreem hoog wordt (> 100 Mhz), waardoor de golflengte in de buurt komt van de vrije padlengte van de deeltjes in de atmosfeer, wordt de dispersie goed merkbaar.
Kortom, bij hoorbare frequenties is de voortplantingssnelheid van geluid door de atmosfeer bij 1 bar zo goed als onafhankelijk van de frequenties.
Een aardig filmpje over dispersie:
The free dictionary (klik):
Since the elasticity of a gas is determined by the energy necessary for translational motion of the molecules, then the elasticity of gas, as well as the speed of sound, will also be less than in the case of high frequencies. In other words, in a certain frequency range close to the relaxation frequency, which is equal to ωp = 1/τ, the speed of sound increases with increasing frequency—that is, so-called positive dispersion takes place...The magnitude of dispersion of sound may be very different in different substances. For example, the dispersion of sound in carbon dioxide is about 4 percent; in benzene, ~10 percent; and in seawater, less than 0.01 percent...in carbon dioxide at normal pressure and a temperature of 18°C the relaxation frequency is equal to 28 kilohertz (kHz); in seawater it is 120 kHz.
Overigens denk ik dat in deze quote een fout staat: Positive dispersion (of normale dispersie) is m.i. het afnemen van de voortplantingssnelheid bij toenemende frequentie.
