¿Por qué las ondas de radio viajan a la velocidad de la luz y no del sonido?

Hay dos puntos clave que pueden causar confusión:

  • La luz (visible) y las ondas de radio son radiación electromagnética;
  • las estaciones de radio transmiten ondas de radio, pero no son ondas de sonido; Son ondas electromagnéticas.

Las ondas de radio y la luz son parte del espectro electromagnético.

fuente: nasa.gov

La luz es solo una parte de este espectro, y la luz visible (para los humanos) a su vez es solo una parte de la luz. Las ondas de radio están en una parte diferente de este espectro que la luz (visible), pero son fundamentalmente lo mismo: radiación electromagnética . La diferencia es la frecuencia y, por lo tanto, la longitud de onda, con ondas de radio que tienen una longitud de onda más larga y, por lo tanto, una frecuencia más baja.

Las estaciones de radio transmiten radiación electromagnética (ondas de radio) en lugar de ondas de sonido.

Una estación de radio convertirá las ondas de sonido (la música o el presentador que habla) en radiación electromagnética con una determinada longitud de onda y frecuencia, transmitida por una antena, que luego es captada por su radio y nuevamente convertida en ondas de sonido.

fuente: wikipedia.org

En cuanto a por qué la velocidad del sonido es mucho más baja que la velocidad de la radiación electromagnética, me refiero a la excelente respuesta de Richard Muller.

Las ondas de radio consisten en vacío vibratorio, y las ondas de sonido consisten en aire vibratorio. El aire es más pesado.

Tome cualquier ola y cárguela con pesas; Un ejemplo vívido es una ola en una cuerda, con y sin pesas unidas a lo largo. Con los pesos, la ola viaja más despacio. He hecho esto en mis conferencias de física.

Los físicos piensan que el vacío es una “cosa”, la cosa que, cuando vibra, le da funciones de luz o de ondas de electrones, protones o automóviles. Este vacío puede expandirse y doblarse (relatividad general). Se puede polarizar (ver polarización de vacío) y tiene energía de vacío (ver energía de vacío). Pero es más ligero que cualquier otra cosa, por lo que es natural que cuando transporta olas, se propaguen más rápido.

No todas las vibraciones del vacío van a la máxima velocidad. El electrón también es una vibración del vacío, y no puede ir tan rápido como la luz. Esto se debe a que la masa del electrón es más alta que la del vacío, por lo que su onda (es decir, el movimiento del electrón) no es tan rápida.

El sonido es una perturbación que se propaga a través de medios compresibles como el aire como una onda longitudinal. Resulta del empuje físico alrededor de muchos átomos y moléculas diferentes. Hay una gran cantidad de interacciones complejas entre partículas masivas involucradas, por lo que la perturbación resultante no se propaga tan rápido.

Una onda de radio es una perturbación en algo completamente distinto: el campo electromagnético. La comprensión moderna requiere la teoría del campo cuántico, pero eso no es necesario para entenderlo. El campo electromagnético existe en todo el espacio y el tiempo y puede transportar y soportar una variedad de perturbaciones, que se propagan exactamente a la misma velocidad. Entre estas perturbaciones se encuentran las ondas de radio, así como ejemplos más familiares, como la luz visible. Estas perturbaciones nos parecen ambas ondas en el sentido clásico, pero también como partículas, según el contexto y la naturaleza de la medición utilizada para detectar la perturbación.

Porque la luz es en realidad una onda-partícula, denominada dualidad.

El espectro de luz solo tiene diferentes longitudes de onda:

Como las ondas de radio no son más que luz a diferentes longitudes de onda, viajan a la velocidad de la luz.

Las ondas de radio son ondas electromagnéticas y no requieren un medio físico para viajar (o propagarse). Entonces, como todas las ondas EM, viajan a la velocidad de la luz, c. Las ondas de sonido son un tipo de onda de materia en el sentido de que son compresiones y rarefacciones del medio (sólidos, líquidos y gases) en los que viajan. La velocidad de las ondas de sonido está determinada por la presión, densidad y temperatura del medio.

El famoso experimento de Michelson-Morley a fines del siglo XIX estableció definitivamente la falta de “éter”, el medio hipotético que supuestamente viajó a la luz. Este trabajo ganó el Premio Nobel de física en 1907 y ayudó a establecer el siglo XX como el siglo de la física estadounidense. .

Las ondas de radio son ondas electromagnéticas junto con luz visible, rayos infrarrojos, rayos ultravioleta, etc. Por otro lado, las ondas sonoras son ondas mecánicas que son mucho más lentas que las ondas electromagnéticas.

Aunque las ondas de radio a menudo se usan para codificar y transmitir datos que eventualmente se transforman en sonido (similar a cómo el sonido se codifica y transmite eléctricamente), no son ondas de sonido en sí mismas. Las ondas de radio son ondas electromagnéticas y, por lo tanto, viajan a la velocidad que viajan todas las ondas electromagnéticas: la velocidad de la luz.

Las ondas sonoras son el movimiento físico de las moléculas de aire y su velocidad máxima está limitada por la presión atmosférica. No causa el vacío.
Las ondas de radio son electromagnéticas, tienen la misma forma que otras ondas electromagnéticas como la luz, los rayos X y los rayos gamma que viajan a la velocidad de la luz.

Las ondas electromagnéticas (a saber, ondas de radio) intentan viajar a la mejor velocidad posible garantizada por la física, para que no se vean afectadas por las propiedades de los medios $ c = \ sqrt {\ frac {1} {\ mu \ epsilon}} $ . La naturaleza transversal de las ondas em asegura que viajen mejor cuando no hay medios. Por otro lado, las ondas sonoras son producidas por vibraciones mecánicas. Cada vez que escuchamos algún sonido, hay una fuente de vibración: sin vibración, sin sonido. Las ondas sonoras son longitudinales, por lo que requieren un medio para comprimir y viajar a lo largo de la dirección. Por lo tanto, las propiedades del sonido se ven afectadas en gran medida por los medios circundantes a medida que las comprimen y viajan.

si consideramos las ondas de sonido, entonces las ondas de sonido necesitan un medio para viajar porque estas ondas de sonido viajan pasando la energía por pequeñas partículas que tienen una masa, pero si consideramos las ondas de radio, entonces es básicamente una onda electromagnética como la luz.

Ahora la respuesta de la pregunta permanece en la teoría de la partícula divina y el campo más alto, cuando cualquier objeto interacciona con el campo más alto, entonces genera la masa para ese objeto, y las partículas para el sonido definitivamente tienen una masa y, según una teoría especial, el objeto que tiene una masa no viaja más rápido que la velocidad de la luz, por lo que es imposible alcanzar en c las ondas de sonido.

Pero si consideramos de alguna manera las ondas electromagnéticas que no se introducen con el campo alto, entonces la regla de la teoría especial no se aplica aquí y puede viajar con la velocidad de la luz, es decir, c

Debido a que las ondas de radio son ondas electromagnéticas, fotones, exactamente lo mismo que la luz. Tanto la radio como la luz son parte del espectro que también incluye microondas, rayos X y rayos gamma.

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