因為真空是空的所以不能傳播聲音嗎?科學家的發現或改寫物理書!

2020-12-22 科學大偵探

「真空」的意義

「真空」一詞,意義上是虛空,沒有任何東西存在。但在量子力學的理論裡,世界上沒有絕對虛無的空間。

對於「真空」這一名詞實際的意義,物理屆眾說紛紜,不過主要有兩種說法。在工業和真空科學裡,「真空」指的是,當容器中的壓力低於大氣壓力,低於大氣壓力的部分即為「真空」;另一種說法是,凡壓力低於大氣壓的容器裡的空間,皆稱為「真空」。

物理書

「真空不空」理論

在物理書的「聲現象」這單元裡,有這樣一句話:「聲音的傳播需要物質,科學家把這樣的物質稱為介質」。並且稱:「因真空沒有可以傳播聲音的介質,所以聲音不可以在真空裡傳播。」相信很多同學都把這當成理所當然的真理,然而科學研究發現並不如此。

2019年12月11日,《自然》雜誌報導出了一項轟動一時的理論:聲音可以在真空裡傳播!也就是說,《自然》使全國的物理書都將改寫。

事實上,真空中存在物質,還存在很多粒子。如:中微子、光(能量粒子)、暗物質,真空的實際定義也不是不存在任何物質

加州大學伯克利分校(University of California, Berkeley)的研究人員發現,熱量會穿越幾百納米的完全真空,光也有可能。他們把研究發現投入到《自然》中,在2019年12月發表。

讓熱量穿越真空的,是一種名為卡西米爾效應的現象。

卡西米爾效應

卡西米爾效應

1948年,荷蘭物理學家亨德裡克卡西米爾提出了一種現象,後來被證實,人們稱之為「卡西米爾效應」。

卡西米爾效應簡單來說就是:兩塊平行金屬板(不帶電)當達到一個較小距離時,兩塊金屬板由於中間的攜帶能量的電磁波會互相吸引。一些波從金屬板中被擠出來,使得金屬板外的能量比金屬板之間的能量多,表現出來像存在吸引力。

也就是說,保溫杯所利用的原理——真空隔熱破滅了(事實上是類似真空)。

不得不說,量子力學真是神奇!

保溫杯大致結構

知識連結:量子力學

量子力學是一個非常神奇而又荒謬的物理學理論,是研究微觀世界粒子運動的物理學分支。尼爾斯·玻爾、沃納·海森堡、埃爾溫·薛丁格、保羅·狄拉克、阿爾伯特·愛因斯坦等物理學家均有研究。量子力學被廣泛運用於cpu、液晶顯示器、核磁共振、納米技術上。

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