Similarità tra Onde Sonore e Luce

Suono e luce condividono molte proprietà. Dispositivi di registrazione primordiali, come registratori ottici su pellicola, hanno sfruttato queste somiglianze convertendo segnali audio in onde luminose, stampandole su pellicole, poi riconvertendo le onde luminose della pellicola in suono durante la riproduzione. Tra le somiglianze: spettro, onde, propagazione ed effetto Doppler.

Spettri

Luce e suono operano entro spettri specifici per la percezione umana. Il suono percepibile esiste entro uno spettro di frequenze, circa 20 cicli al secondo (Hertz, Hz) a 20 kHz. 20 Hz rappresenta i bassi più profondi, 20 kHz gli acuti più alti. L'uomo percepisce la luce nel suo spettro visibile, da 400 nm a 700 nm di lunghezza d'onda, dove 400 nm appare rosso e 700 nm viola.

Onde

Sia suono che luce consistono e viaggiano in onde. Queste differiscono in lunghezza e frequenza ma condividono le stesse caratteristiche fisiche. Ogni onda può essere una combinazione complessa di semplici onde sinusoidali, onde lisce e simmetriche che oscillano a una frequenza specifica. Ogni onda ha picchi e valli, che rappresentano la potenza, e una frequenza, che rappresenta il colore visibile o il tono sonoro.

Propagazione delle Onde

Sia onde sonore che luminose viaggiano in modi simili. Differiscono in che le onde sonore viaggiano nella pressione dell'aria e la luce viaggia indipendentemente da aria o vuoto, ma mostrano caratteristiche simili incontrando oggetti. Sia luce che suono possono essere riflesse o assorbite da oggetti come pareti, cambiando le caratteristiche del suono o luce visibile. Le onde luminose cambiano colore rimbalzando sugli oggetti (dando loro il colore visibile), e il suono può cambiare tono mentre frequenze diverse sono assorbite o diffuse.

Effetti Doppler

Entrambe le onde mostrano l'effetto Doppler. Man mano che la sorgente sonora o luminosa cambia distanza rispetto a un osservatore, le onde saranno percepite come crescenti in frequenza quando la sorgente si avvicina e decrescenti quando si allontana. Esempio sonico: sirena ambulanza che sale di pitch mentre corre verso l'ascoltatore e scende mentre si allontana. La luce subisce lo stesso fenomeno, permettendo agli scienziati di misurare la velocità di stelle e pianeti lontani.