¿Por qué la luz viaja más rápido que el sonido?

Porque el sonido requiere que algo con masa se acelere y disminuya, y eso consume tiempo.

En última instancia, todas las ondas de sonido incluyen luz, porque las moléculas interactúan principalmente a través de fuerzas electromagnéticas (existen ondas de gravedad, como se demostró recientemente, pero ese es un caso extremo). Entonces, un átomo o molécula pasa la luz a otro, transfiriendo energía e impulso para dejar pasar la onda. La nueva partícula se acelera debido a la luz que la golpea, se mueve por un tiempo a una velocidad muy inferior a la de la luz y luego pasa la energía a otro átomo o molécula, disminuyendo así.

La velocidad a la que viaja el sonido depende de la materia que se mueve, qué tan cerca están los átomos (cuanto más lejos tiene que moverse un átomo antes de golpear a otro, menor es la distancia cubierta por la luz) y algunos otros factores. Pero el principal limitante es que la cantidad de energía requerida para que un átomo de hidrógeno se acerque a la velocidad de la luz es inmensa … por lo que el sonido rara vez supera los miles de metros por segundo.

Bueno, en primer lugar, repasemos cómo se propagan estas ondas:

1. Las ondas sonoras tienen una ” necesidad ” de la existencia de un medio; A medida que se mueven a través de este medio, conducen a la formación de áreas de alta y baja presión , que al caer en nuestro tímpano nos hacen escuchar el sonido.
2. La luz está hecha de fotones , que tienen propiedades de onda-partícula (material cuántico) y no necesita un medio (como el sonido) para propagarse (alcanza la velocidad máxima en el vacío); movimientos de luz basados ​​en estos fotones, que son increíblemente rápidos

La razón por la cual el sonido se mueve más lento es que apenas se une al medio y dado que los medios no conducen las ondas lo suficientemente rápido (el movimiento de los átomos ) son defensivamente más lentos que la luz (que, por cierto, los fotones sí se ralentiza al pasar por diferentes medios, pero el efecto es mucho más pequeño).

Christopher Storm te dio la respuesta que necesitas en un nivel. Interpretaré la pregunta de manera más expansiva: “¿podría Dios haber inventado un universo donde la luz viajara más lento que el sonido pero las cosas permanecieron sin cambios?”

Esta línea de razonamiento a menudo es utilizada por Quoran Scott Aaronson con gran efecto, así que estoy robando su “truco” aquí para obtener nuevas ideas para ti.

Respuesta: no, ni siquiera cerca! ¡Dios nos libre! ¡Código Postal! Nada! ¡De ninguna manera!

¿Por qué? Porque el sonido es causado por moléculas que chocan entre sí. Este golpe conduce a “ondas de presión” que llamamos sonido. ¿Qué causa que el golpe produzca transferencia de impulso y, a su vez, ondas de presión? Lo has adivinado: ¡fotones! La transferencia de impulso sí no es causada por la gravedad, ni por la fuerza nuclear débil o fuerte, sino por la única fuerza restante, la fuerza electromagnética.

Por lo tanto, sería un absurdo lógico afirmar que el sonido, un efecto físico mediado por la luz, excedía la velocidad de la luz.

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Este tipo de razonamiento contrafactual es esclarecedor. Ayuda a separar cosas que son arbitrariamente frente a cosas que si se modifican conducen a un resultado que es una imposibilidad lógica.

La velocidad del sonido a través del aire es de aproximadamente 340 metros por segundo. Es más rápido a través del agua e incluso más rápido a través del acero. La luz viajará a través de un vacío a 300 millones de metros por segundo. Entonces son escalas totalmente diferentes.

Ninguna información puede propagarse más rápido que la velocidad de la luz. Si tiene luz que atraviesa un medio, puede viajar más lento que eso. Pero la velocidad del sonido y la velocidad de la luz son totalmente incomparables.

La luz no siempre viaja más rápido que el sonido, la velocidad relativa depende de los medios por los que pasan. Por ejemplo, el sonido viaja más rápido en los metales que la luz.

La principal distinción es que son diferentes tipos de cosas, por lo que los materiales los afectan de manera diferente. Los detalles dependen de la circunstancia … en general, el sonido son las vibraciones del medio, mientras que la luz son las vibraciones de un campo electromagnético que penetra en el medio. La luz pasa más rápido a través de medios difusos como el aire porque las ondas EM pueden ir entre las partículas del medio, mientras que el sonido tiene que “saltar” de uno a otro.

La luz y el sonido viajan en ondas.

La luz viaja a través de ondas electromagnéticas. Estas ondas pueden pasar por aspiradoras o por materia clara. La velocidad a la que viajan las ondas electromagnéticas depende de la densidad de un objeto. En un vacío como el espacio, la luz puede viajar a 300,000,000 metros por segundo. Cuando se viaja a través de un objeto denso como un diamante, se ralentiza a alrededor de 100 millones de metros por segundo.

El sonido se transfiere cuando se realizan pequeños cambios en la presión cerca de la superficie de un objeto que vibra. Estas ondas continúan debilitándose hacia afuera a medida que se aleja de la fuente. Cuando el sonido viaja a través de objetos más densos, va más rápido (opuesto a la luz). En el aire, el sonido viaja a unos 340 metros por segundo, lo que es muy lento en comparación con la luz.

La luz puede moverse mucho más rápido debido a los diferentes tipos de ondas que son el sonido y la luz. Las ondas de luz se mueven mucho más rápido a través de cualquier sustancia clara que las ondas de sonido incluso pueden acercarse.

El sonido viaja a través del medio, en el que tiene lugar la compresión y la rarefacción del medio, lo que consume un poco de tiempo, en el que, en el caso de la luz, no requiere ningún medio.

Entonces la luz viaja más rápido.

La luz, que consiste en fotones, viaja a una velocidad de la luz en el momento en que se creó. Esto puede sonar absurdo, pero el fotón no es una partícula tradicional. Es un objeto cuántico con propiedades de onda de partículas que le permite ir a cierta velocidad. momento en que fue creado.

Mientras que el sonido, por otro lado, viaja a través de un medio haciendo vibrar las moléculas del medio; si las moléculas pueden vibrar a una velocidad elevada, el sonido viajará más rápido pero nunca alcanzará la velocidad de la luz.

Si no me equivoco, se debe en gran medida a la forma de propagación de las ondas. El sonido se mueve como una onda longitudinal larga, mientras que la luz como una onda transversal. Además, el sonido depende mucho del medio; porque es literalmente el empujar y tirar de ese medio. La luz, por otro lado, no requiere ningún soporte del medio y su única interacción con las partículas del medio se debe a la resistencia que presentan. Considerando estos puntos, creo que podemos concluir por qué la luz es más rápida que el sonido.

En el vacío, nada es más rápido que la luz.

Pero es posible diseñar un material en el que la luz se propague más lentamente que las ondas acústicas en el mismo material, e incluso se ha logrado.

El sonido son vibraciones que se transportan de un átomo a otro por contacto (rebotando entre sí) de modo que en medios con átomos muy juntos y en contacto, como los sólidos, la velocidad del sonido es más rápida que en el aire. También está limitado por la velocidad promedio de las moléculas que forman el aire, ya que la velocidad de las moléculas está controlada por la temperatura.

La luz, por otro lado, no se transporta a través del contacto entre los átomos; de hecho, es más rápida cuando no interactúa con ningún átomo en el vacío. La luz es una vibración en el campo electromagnético que impregna todo el universo.

Debido a que la luz se ralentiza cuando interactúa con la materia, se dobla y cambia de dirección, un resultado es un arco iris y otros son más fríos algunos experimentos que pueden ralentizar la luz lo suficiente donde su progreso a través de un área pequeña se puede ver con el ojo.

Doy una respuesta simple.
La luz no necesita un medio para propagarse, por lo que la velocidad de la luz es de 3 * 10 ^ 8 m / s, por lo que no hay oposición a la luz. Pero en un medio más denso, la luz disminuye.
En el caso del sonido, el sonido necesita de medio a propagación. En el medio más denso, el sonido tiene más velocidad. 350 m / s, por lo que no puede pasar a través del medio más denso.

El sonido es la vibración de un medio físico, generalmente lo experimentamos en el aire. La velocidad del sonido es la velocidad a la que el aire transfiere compresión y rarefacción a través del medio, en una barra de metal es mucho más rápido que en el aire y en el vacío no hay sonido.

La luz es una partícula / onda que viaja a varias velocidades dependiendo del medio y a “la velocidad de la luz” en el vacío, es decir, está en el medio, no es el resultado de cambios en el medio.

Los fotones viajan más rápido que los fonones por la misma razón que los Farmas cobran 100 veces sus costos de producción:

Porque ellos pueden .

He leído las respuestas a continuación y pensé que podría hacer una respuesta más simple:
La luz viaja por ondas magnéticas y el sonido es ondas de presión.
La consecuencia de esto es que las ondas magnéticas viajan a la velocidad de la onda de luz y presión de acuerdo con las propiedades del material en el que se propaga (solo para completar: en el vacío no podrían viajar mientras que las ondas electromagnéticas pueden).

Tienen diferentes velocidades máximas porque son cosas diferentes. No sabemos ‘por qué’ son cosas diferentes. Puede que no haya ninguna razón.