Äänienergia vs. valoenergia
Valo ja ääni ovat kaksi päämenetelmää, jotka antavat tietoa ympäröivästä luonnosta. Valoenergian ja äänienergian eteneminen on erittäin tärkeää ihmiskunnan selviytymisessä. Valoenergian ja äänienergian tutkimusta tehdään laajalti esimerkiksi akustiikan, LASER-tekniikan, sähkömagneettisen teorian ja useilla muilla fysiikan ja tekniikan aloilla. Näiden käsitteiden ymmärtäminen on elintärkeää, jotta ymmärretään asiaan liittyvät kentät ja menestytään näillä aloilla. Tässä artikkelissa aiomme keskustella, mikä on valoenergia ja äänienergia, näiden kahden käsitteen määritelmät, niiden sovellukset, yhtäläisyydet ja lopuksi valoenergian ja äänienergian ero.
Äänienergia
Ääni on yksi tärkeimmistä keinoista havaita ihmiskehossa. Tapaamme ääniä joka päivä. Ääni johtuu tärinästä. Eri tärinätaajuudet luovat erilaisia ääniä. Kun lähde värisee, myös sen ympärillä olevan väliaineen molekyylit alkavat värähtelyä, jolloin syntyy ajallisesti vaihteleva painekenttä. Tämä painekenttä leviää koko väliaineeseen. Kun äänen vastaanottolaite, kuten ihmiskorva, altistetaan tällaiselle painekentälle, korvan sisällä oleva ohut kalvo värisee lähdetaajuuden mukaan. Sitten aivot toistavat äänen kalvon värähtelyä käyttäen. Voidaan selvästi nähdä, että äänienergian levittämiseksi on oltava väliaine, joka kykenee luomaan ajallisesti vaihtelevan painekentän. Tällöin ääni ei voi liikkua tyhjiössä. Ääni on pitkittäisaalto, koska painekenttä saa väliaineen hiukkaset heilumaan energian etenemissuuntaan.
Valoenergia
Valo on sähkömagneettinen aalto. Sähkömagneettisen aallon energia riippuu vain aallon taajuudesta. Valo etenee käyttämällä fotoneiksi kutsuttuja energiapaketteja. Tämä selitettiin kvanttimekaniikassa. Tietyn taajuuden valolle kukin fotoni kuljettaa saman määrän energiaa. Yksi valon tärkeimmistä näkökohdista on, että se ei vaadi väliainetta leviämiseen. Koska aalto on itse levitetyn hiukkasen sisällä, ulkoisen väliaineen etenemistä ei tarvita. Valon nopeus tyhjiössä on suurin nopeus, jonka mikä tahansa esine voi saada. Kun hermosto havaitsee silmän hermopäähän sattuneen valon, aivoihin lähetetään signaali tulevan fotonin energialla. Kuva toistetaan aivoissa.
Mitä eroa on valoenergiaan ja äänienergiaan?
• Valo on sähkömagneettisen aallon muoto, kun taas ääni on painetiheysaalto.
• Valo ei vaadi väliainetta matkustamiseen, mutta ääni vaatii väliaineen kulkemiseen.
• Valoenergia kvantisoidaan energiakokonaisuuksissa, joita kutsutaan fotoneiksi, mutta äänienergia on mittakaavassa jatkuva energiavirta.
• Valon energia riippuu tulevan valon taajuudesta, mutta äänen energia riippuu tulevan äänen amplitudista.
