Er lysbølger tværbølger

Nogle spørgsmål angående lys. Det er velkendt, at lysets hastighed er enorm. Hvordan kan det være, at lydbølger er i stand til at trænge igennem en væg, mens lyset ikke har samme evne, på trods af at lyset bevæger sig væsentligt hurtigere? På forhånd tak for jeres tilbagemelding. De bedste hilsner, Y. D. Hvorvidt en bølge kan passere gennem et materiale eller ej, er ikke bestemt af dens hastighed; det afhænger derimod af bølgetypen, dens specifikke bølgelængde samt det pågældende materiales egenskaber.

Som hovedregel vil bølger desuden ændre deres udbredelseshastighed inde i et medie, alt efter stoffets karakteristika. Den fart, hvormed lys udbreder sig, påvirkes ikke af intensiteten af et kraftfuldt lysglimt eller en stærk radarpuls, og det bevæger sig principielt lige så hurtigt som et svagt signal, selvom der under helt ekstraordinære omstændigheder kan forekomme afvigelser.

Elektromagnetisk stråling består af transversalbølger. Lys kategoriseres inden for denne gruppe af elektromagnetiske bølger, som udbredes gennem en gensidig vekselvirkning mellem elektriske og magnetiske felter. Eksistensen af disse bølger blev teoretisk forudsagt og defineret af den skotske fysiker James Clerk Maxwell. James Clerk Maxwell kortlagde bølgernes fundamentale natur i årene 1861 til 1864 og udgav siden en omfattende beskrivelse i bogform i 1873.

Den indledende praktiske transmission af elektromagnetiske impulser baseret på hans teorier blev eksekveret af tyske Heinrich Rudolf Hertz i 1887. Spektret omfatter alt fra fjernsynssignaler, mikrobølger og radarbølger til infrarød varmestråling, det synlige lysfelt, ultraviolette stråler samt røntgen- og gammastråling, som illustreret på figuren.

Eksempelvis har kortbølget gammastråling evnen til at penetrere materialer. Det afgørende element for resultatet er interaktionen mellem den specifikke elektromagnetiske energi og det medie, den møder, da de forskellige bølgelængder reagerer på vidt forskellige måder. Heinrich Rudolf Hertz påviste dette fænomen. Under bestemte indfaldsvinkler kan materialer, der ellers er transparente, kaste alt lys tilbage; dette ses eksempelvis ved totalrefleksion.

Denne egenskab udnyttes blandt andet i tekniske løsninger. Lignende principper gør sig gældende for de øvrige strålingsformer. Ganske tyndt aluminiumsfolie er tilstrækkeligt til at blokere for infrarød varme, synligt lys samt radiosignaler, hvorimod røntgen- og gammastråler passerer uhindret igennem. Lyd defineres som vibrationer i et fysisk materiale.

Lyd er svingninger i stof, hvilket indebærer atomer eller molekyler i bevægelse, som det ses i gasarter eller væsker. Heraf følger det, at lydbølger ikke kan eksistere i et lufttomt rum. I relation til det elektromagnetiske spektrum adskiller lyden sig i væsker og luftarter ved at være longitudinalbølger. Hver gang en lydbølge bevæger sig fra ét medie til et andet med en afvigende lydhastighed, vil en del af energien typisk blive reflekteret.

Jo kraftigere kontrasten er mellem materialernes massefylde, desto tydeligere bliver forskellen i lydens hastighed ofte, hvilket resulterer i, at færre vibrationer trænger igennem. Ved at montere et passende lag isoleringsmateriale som mineraluld på en betonflade kan man effektivt reducere støjen, så gennemtrængning elimineres.

Massive mure af beton eller konstruktioner med hulrum fyldt med isolering har en lignende virkning. For lydbølger er det således også gældende, at både frekvensområdet og materialevalget er afgørende for resultatet. I faste materialer spiller både vibrationernes orientering og emnets fysiske udformning en rolle. Generelt vil højfrekvente lyde blive svækket mere markant end de dybe toner, når de passerer gennem forskellige medier.

Beskyttelse mod støj via høreværn giver en vis reduktion. Lyddæmpningen i en standard termorude er cirka syv gange ved 125 Hz og stiger til en markant højere dæmpning ved 3 kHz, afhængigt af den specifikke glastype. Den efterfølgende oversigt præsenterer typiske hastigheder for lyd i forskellige medier. Hverken tonehøjden, altså frekvensen, eller lydstyrken har sædvanligvis nogen indflydelse på, hvor hurtigt lyden bevæger sig gennem et givent materiale.