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!

2021-01-15 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。

#科學偵探所#

新計劃:「天問一號」能夠打開火星多少問號?

黑洞會吸收黑洞嗎?白洞和黑洞碰到一起會怎樣?

花粉致敏,「匪首」竟不是花粉,原來是它!

地球轉著轉著就「停了」?科學家:只要月球不再「流浪」

相關焦點

  • 聲音也能通過真空傳播?你的物理書又該改寫了
    上周,12月11日,《自然》雜誌報導了一項足以撕掉全世界物理課本的研究:聲音能夠在真空裡傳播!我們初中的物理課本說:聲音的傳播是需要介質的,所以真空中是無法傳播聲音的。到高中之後,我們的物理書又進一步解釋道:聲音的本質是物質分子的振動所引起的一種波,因為真空是空的,當然也就沒有物質分子的振動,所以振動的聲波就傳不過去。實驗事實是不會錯的,那麼我們的教科書錯了嗎?其實在上面這段話裡,我們「理所應當」地認為真空是全空的。
  • 真空也能傳遞聲音?科學家最新一項發現,或將改變聲音認知
    我們初中的物理課本說:聲音的傳播是需要介質的,所以真空中是無法傳播聲音的。到高中之後,我們的物理書又進一步解釋道:聲音的本質是物質分子的振動所引起的一種波,因為真空是空的,當然也就沒有物質分子的振動,所以振動的聲波就傳不過去。實驗事實是不會錯的,那麼我們的教科書錯了嗎?
  • 真空聲子傳熱,一種全新的熱傳遞方式,物理書或要被改寫
    在這個世界上,一個個著名的科學家可謂是最偉大的人之一。特別是物理科學家、數學家以及化學家,其理論的進步直接或間接影響著社會的發展,而社會的發展也離不開科學理論的進步,或者說是科學研究的進步。我們現在所有的一切都是來自數學基礎上的物理科學、化學科學等。
  • 真空聲子傳熱,一種全新的熱傳遞方式,物理書或要被改寫
    目前,許多物理書本上都會寫著熱能的傳播方式有三種,一是傳導,二是對流,三是輻射。除了這三種傳播方式之外,熱能的傳播就沒有其它的方式了。但最新的科學研究發現,熱能的傳播還有著一種全新的方式,即「真空聲子傳熱」。這種全新熱能傳播方式的發現,或許會改寫我們現在的物理課本,同時也會增加我們的認知。甚至,還可能會運用到實際中,促進人類社會的發展。
  • 改寫物理教科書:科學家發現熱輻射之外的第二種真空傳熱方式
    真空可以傳熱嗎?最近,科學家們通過一個巧妙的實驗,發現了熱傳遞的新方式——真空傳「聲」,即原子振動能可通過「量子漲落」在真空中傳播。這給包括集成晶片散熱在內的一些棘手問題提供了解決思路。這時,我們需要的是一隻真空保溫杯,利用真空將保溫杯內外壁隔開。由於真空中沒有介質,原子振動不復存在(即無法通過聲子傳遞熱量)。這樣,保溫杯外壁的溫度就會遠低於內壁,不再燙手了 。你一定會想,難道真空就不能傳遞熱量嗎?太陽的熱量不就到達地球上了嗎?
  • 為什麼光可以在真空中傳播,而聲音不能?
    但光的傳播不需要介質,它們可以在真空中傳播。那麼,聲音和光有什麼區別呢?為什麼聲音不能在真空中傳播,而光卻可以呢? 聲波 聲音其實屬於機械波,其本質是機械振動的傳播,而機械振動依賴於介質。當物體發生振動時,比如敲打桌子,這種振動會帶動空氣中的分子出現有規律的振動,由此聲波會在空氣中傳播開來。
  • 光可以在真空環境下傳播,為什麼聲音卻無法在真空中傳播?
    引言:每個具有聽力能力的人生活在充滿各種聲音的世界裡,形形色色的聲音填充了我們的生活,很難想像我們生活在一個完全無聲的環境中是什麼樣子。如果人類是生活在太空中的話那麼就可以感受到無聲世界是怎樣的,因為聲音無法在真空中傳播。
  • 聲音能在真空中傳播?量子力學新發現使它成為事實
    如果你使用真空隔熱保溫瓶來幫你的咖啡保溫,你可能知道這是一種很好的隔熱材料,因為熱能很難在真空中流動。如果周圍沒有原子或分子,攜帶熱能的原子或分子的振動就無法傳播。但加州大學伯克利分校的研究人員進行的一項新研究表明,量子力學的古怪之處可以徹底顛覆經典物理學的這一基本原理。這項研究發表在本周的《自然雜誌上。
  • 華人科學家發現第四種傳熱方式!真空聲子傳熱將改寫物理教科書
    如今,這一教科書上的知識要被改寫了。 近期,一篇發表在《自然》雜誌上的論文讓不少傳熱學、物理學、量子力學等領域的科學家們興奮不已。美國加州大學伯克利分校教授、香港大學校長張翔帶領的研究團隊,首次通過實驗證實了在納米尺度下、發生在真空環境中的聲子傳熱。
  • 科學家發現了聲音的最快傳播速度為36 km / s
    自從1905年愛因斯坦提出狹義相對論以來,無論是電磁波還是重力波,真空中任何波的速度都是有限的。然而,科學家剛剛計算出了聲音在固體或液體中傳播時的最快速度:我們得出的數字為36 km / s,比真空中的光速慢了大約8000倍。
  • 真空真的是空的嗎?
    現代人都有「真空」的概念。例如,熱水瓶為什麼能保溫?因為瓶膽的兩層玻璃之間被抽成了「真空」,其中沒有了大氣,便無法進行熱傳導,所以能保溫。使用鎢絲的電燈泡中是「真空」,燈絲缺乏氧氣,才不會被很快地燒盡。歷史上,從古希臘時代開始,「真空」就是一個備受討論的哲學議題,而在現代科技中,「真空」變成了一種有價值的工業工具和技術,用以達到某種實用的目的。
  • 【物理·微課堂】八年級上冊 · 聲音的傳播
    親愛的同學們,歡迎來到今天的初中物理微課堂!
  • 真空竟能熱傳導,甚至能傳播聲音!華人團隊新研究登上Nature
    魚羊 慄子 曉查 發自 凹非寺量子位 報導 | 公眾號 QbitAI現在,聲音不能在真空中傳播的認知,很可能要被打破了。UC伯克利的華人科學家們發現,兩片金屬之間即使是真空,也可以傳導熱量和聲音。他們用實驗證明了:熱量可以跨越幾百納米的完全真空,從一片金屬傳導到另一片金屬上。這一發現未來在可能在晶片散熱設計中發揮重要的作用。眾所周知,熱傳導本質是分子之間相互傳遞動能,而真空中沒有任何原子分子。所以人們一直認為,真空中是不存在熱傳導的,傳遞熱量只能像太陽那樣熱輻射才行。
  • 宇宙是真空狀態, 到底能不能聽到聲音?
    看這麼刺激的電影,不少人心裡都會思考一個問題,宇宙中不是真空狀態嗎,目前的科學證明,真空狀態下聲音是無法轉播聲音的,真空狀態怎麼會產生爆炸聲響?太空人之間在太空是無法交流的,難道我們在電影中看到的星球大戰發出的爆炸聲是假的,根本就不存在?
  • 科學家發現一種全新熱傳遞方式,或改寫物理教科書
    我們會發現,以往的熱傳遞方式都是我們可以通過宏觀的手段來進行觀測的。但是一直以來,在這個領域有個看不到的「幽靈」纏繞著科學家們。在真空中如果要實現熱傳遞,按照上面說到的三種方式,目前來看只有通過電磁波。那如果沒有電磁波,能實現熱量的傳遞嗎?
  • 初二物理教育,第二章聲現象,第一節聲音的產生與傳播
    答「因為眼睛長在耳朵的前面」。哈哈哈,是不是很冷?廢話不多說,讓我們開始今天的學習。在我們生活的世界中充滿了各種各樣的聲音,優美動聽的歌曲、清脆如玉的鳥鳴、夏夜池塘蛙聲一片、秋天收割機器轟隆,裝修工地電鋸刺耳,廣場舞蹈勁爆音樂.......從我們出生呱呱墜地開始,無時不刻在和聲音打交道,聲音無時不有無處不在。
  • 真空裡面是空的嗎?這個探測器飛了185億公裡,找到真空內物質
    人類第一次發現真空現象的時間,可以追溯到1641年,來自義大利的科學家託裡拆利在一次偶然的實驗中發現了真空現象。如果我們在一個盆中裝滿水,然後在一隻試管中也裝滿水,這時候,我們用水將試管口捂住,將其倒放插入水中,我們會發現試管中的水是滿的。但是,如果我們將水換成水銀呢?水銀作為一種常溫下呈液態的金屬元素,擁有特殊的性質。
  • 聲音傳播的極限速度是多少?
    愛因斯坦的狹義相對論為我們指出了宇宙的速度極限——真空中的光速。但是,聲音的傳播需要介質,而在所有介質中絕對最高音速是多少呢?測量每種材料中的聲速是不現實的,但是科學家現在設法根據自然定律中的基本常數為聲音的傳播確定了速度上限。
  • 七三課堂:八年級物理知識點——聲音的產生與傳播
    物理與我們的生活息息相關,並時時刻刻影響著我們的生活,生活也缺不了各種各樣的聲音。今天,七三課堂為大家整理了「聲現象」的系統知識,希望能夠給努力學習的你帶來幫助。七三課堂知識講解:聲音的產生與傳播七三課堂演示:聲音的產生與傳播1.聲音的產生與聽到聲音。
  • 宇宙真的是寂靜無聲,完全真空的嗎?科學家的回答令人大感意外
    不論是按照字面理解,還是從定義上分析,真空都是什麼都沒有的空間,連微觀粒子都不能有的區域。那麼太空真的是真空的嗎?從嚴格意義上來說,太空並不是完全的真空,因此在一些嚴謹的場合,科學家稱為「高真空」,只不過平時我們簡說了而已。