Energía Sónica

[Guest]

Energía Sónica

Para datos físicos de la velocidad y transmisión del sonido por diversos medios puede verse información amplia de Wikipedia:

http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_del_sonido

Sin embargo, no me satisface la breve explicación como ondas de choque. Como sí lo son, hago paralelismo con la transmisión de las ondas electromagnéticas. Así me complazco en ampliar la razón del porqué en el Vacío no se propagan.

Las electromagnéticas, se valen del Vacío, para perturbar sus partículas virtuales, que a su vez cada 10^-14 s, lo transmiten a las de su entorno. En un segundo, la transmisión se propaga 3*10^10 cm, con lo que deduzco, que como mínimo, 10^14 partículas, se han encargado de tal misión.
Si el Vacío tuviera una densidad menor, tendríamos dificultad incluso para propagar las ondas electromagnéticas. (La razón, en otro hilo).

Me dí cuenta de que las banda de ondas Sónicas, a partir del límite de las de Radio y Televisión, disponen de energía muy débil. Como de 10^-16 eV , e inferiores, limitando con ondas de súper longitudes, de las que desconozco denominación, si existe, hasta llegar a la teórica mínima de 1,27*10^28 cm cuya energía es la de 10^-32 eV. Esta es la máxima longitud alcanzable en la actualidad, por abarcar la distancia del Universo Observable.

Deduzco pues, que a partir de este límite entre las ondas
Radio - TV - Sónicas, su energía es tan débil, que no logran los fotones liberarse de los átomos. Si no se liberan, es porqué la energía suministrada, es inferior al cuanto necesario para desplazar los electrones a un nivel orbital superior, o inferior.

En este caso, la materia que vibra, no puede transmitir su efecto al entorno distante más allá de su propia vibración.
Y su entorno debe ser másico, las partículas virtuales no se afectan por movimientos másicos. Así, el sonido, se transmite a tenor de la densidad del medio en que viaja.
Si el medio es sólido, las moléculas alcanzan un grado óptimo de contacto, le sigue el líquido hasta un mínimo en el gaseoso. Su punto álgido llega, cuando las moléculas de este estado gaseoso alcanzan un grado de vacío, en el que la distancia intermolecular, es superior a la amplitud de la vibración. Las moléculas no chocan por lo que no transmiten ningún efecto.

. Los átomos, en sus moléculas pueden hallarse desde soldados, con una distancia mínima entre electrones de 1/6 *10^-16 cm (cuando los átomos para formar moléculas se unen en enlace covalente), hasta la de contacto neto por atracción gravitatoria en la que según la presión ejercida por la masa, se iguala a la repulsión electrónica.

En gas, nos dará su máxima separación, aceptando el nº de Avogadro, cuya raíz cúbica resulta 8,5 *10^7 moléculas /cm. en condiciones normales. En 3*10^10 cm hay 2,55*10^18 .

Si tomamos el Helio como gas, 8,5*10^7 moléculas en un cm, ocupan 8,5*10^7 por los 10^-8 cm de cada una, en condiciones normales. Son 0,85 cm, restando un espacio vacío de 0,15 cm. en cada centímetro. Este espacio, deben vencerlo por el movimiento que les produce la vibración sónica, ya que no dispone de energía suficiente, para transmitirla electrónicamente. Será pues por contacto, que deberá realizarlo el sonido moviendo los átomos de masa 6,61*10^-24 gr. con su propia energía de 10^-16 eV. Y la amplitud de vibración, debe superar estos 0,15cm /8,5*10^7 = 1,88*10^-9 cm.

Con ello ya deduzco que el objeto que se haga vibrar por debajo de esta amplitud, ni siquiera por un medio de gas He a temperatura y presión normales, logrará propagarse.

Calculo con estos datos la velocidad de transmisión, aplicando la fórmula física clásica V^2 = E / ½ m :
En la que V, es la velocidad expresada en metros por segundo.
E, es la Energía expresada en electronvoltios.
m, es la masa expresada en gr.

V = ( 10^-16 eV / 0,5*6,61*10^-24 gr)^1/2 /0,15 cm = 3,64 *10^ 4 cm/s
V = 364 m/s

Si fuera el aire, mezcla de varios elementos, el valor a obtener, sería la media del cáculo para cada uno de ellos por separado, lo que complica bastante las operaciones matemáticas.

Estas complicaciones, se resuelven mejor en la práctica, a base de experimentar y con ello, obtener coeficientes aptos para cada tipo de material.
Las fórmulas empíricas detalladas en el enlace citado de Wikipedia, responden perfectamente a este modo de calcular.

Con ello, creo que el motivo supuesto por el que las ondas Sónicas no se transmiten por el Vacío, es justo, su débil energía. Sin embargo, si esta energía se la halla desligada de objetos másicos, a lo mejor también podría transmitirse.
Todo estriba en indagar si el cuanto mínimo de energía (fotón) aplicado a los átomos, es en verdad un mínimo absoluto.

Saludos del Abuelo.

[Guest]

Deseo ardientemente, que este mensaje haya sido leído por algún Físico de reciente formación. Porque según el refrán de quien calla otorga, significaría que dí en el clavo.

Si señor. Las ondas sónicas tienen la misma base que las electrónicas. Lo visible de las primeras, en la vibración de adminículos, en reverberos aéreos, o en las bucólicas ondas del estanque tranquilo, en medio de un bosque cantando los jilgueros, se distingue de las segundas, por carencia vitamínica.

La energía que hace vibrar lo antedicho, es inferior a la que precisan los electrones de los átomos para liberarla. Diría que el pesado electrón, no digiere un cuanto suficiente gordo, como para decidir aligerarse.
Y creo yo, que en su orbital, sus intentos fallidos los refleja con acelerones y frenadas.
Es lo que ocurre en el cuerpo negro, no ideal. Llega un momento, en que su radiación se equilibra con el medio ambiente, o es tan débil que le sucede lo mismo, no se liberan fotones.
Y ya lanzado, propongo que en este momento, unos sensores, podrían no ver pero sí, escuchar al cuerpo negro.

Veamos si esto alarma a algún Físico que lo lea.

Saludos del Abuelo.

[Alex]

Carlos, este hilo no termina de dejarme “buenas sensaciones” , sobre todo porque no veo nada claro que la propagación en si, de las ondas electromagneticas, tenga mucho que ver con el vacio cuantico.

Yo entiendo que para la simple propagación del campo electromagnetico, no hace falta ninguna particula y menos si se trata de particulas virtuales, si bien es cierto que el vacio cuantico es en realidad un estado de minima energía, y son los bosones de gauge los responsables de mantenerla (reacciones de particula-antiparticula de baja energía)

Entiendo, que un foton, es responsable de la interaccion con un fermion cargado, por ejemplo, pero no necesita las particulas virtuales para desplazarse, aunque si que las necesitan para explicar la interaccion (por ejemplo el foton cuando transmite la interaccion electromagnetica entre particulas cargadas, es en realidad un foton virtual, pero cuando los observamos son los fotones que conocemos, o fotones reales).


De la propagacion por el espacio, encargan los campos electricos y magneticos, por eso no veo una relacion profunda entre desplazamiento y particulas virtuales (es como decir que la luz necesita de un medio para propagarse y lo unico que necesita es espacio y tiempo). El foton se desplaza de igual forma en otras regiones del espacio, eso si, dependiendo de la densidad, interactuara mas, con particulas elementales de materia o particulas reales, pero una cosa es la interacción y otra la propagación.

Y otra cosa es que estos bosones de gauge, son en realidad particulas sin masa, por lo que todas se mueven a la velocidad de la luz y entonces me pregunto ¿por que son virtuales? ¿solo por su cortisima vida? porque si son las responsables de las interacciones fundamentales debian ser consideradas particulas reales, por lo menos transmiten las fuerzas reales y son los últimos responsables de las mismas.. No se, supongo, que en cuanto estas particulas reales, se “dejan ver” por las fuerzas transmitidas, si que son virtuales

Me gustaria, me sacases de esta idea, que puede ser equívoca, por mi parte. Yo es que me guio mejor por lo clásico y en cuanto aparecen dificultades matematicas, trato de no meterme en líos..

Saludos (ah bueno y otra cosa, las ondas de sonido, no son de la misma naturaleza que las electromagneticas, y si que necesitan un medio material para propagarse. Las ondas de sonido, no se propagan en el vacío, aunque éste esté repleto de particulas virtuales)

Bueno, ya me contarás...

[Guest]

Entiendo, que un foton, es responsable de la interaccion con un fermion cargado, por ejemplo,

pero no necesita las particulas virtuales para desplazarse,

¿Esta afirmación, proviene de una sentencia de la Relatividad, o de la cuántica?. Como tal concreción, no recuerdo haberla leído, me baso en que sólo se habla de su transmisión por el Vacío y éste está lleno de Virtuales. Concederás al menos que las ondas, para salir del foco A y llegar al objeto B en otra Galaxia, atraviesan a estas Virtuales que ocupan el Vacío. Todo es cuestión de demostrar que en el trayecto, no se influyen de ningún modo. Tampoco recuerdo haber leído tal demostración.
Concedo que no interactúan. Esto ya me lo recalcó alshain. Pero nadie ha dicho que las partículas Virtuales sean inocuas. No sólo por las interacciones por perturbaciones que no vienen ahora a cuento sino también porque se pueden asimilar al Éter de los Alquimistas.
Y es esta premisa, la que capto para atribuirle el efecto de transmisión. Se pueden comportar como las ondas de presión, tal como dije al principio y que el enlace de Wikipedia aportado es para mí muy instructivo.
Las ondas sónicas necesitan materia para transmitirse en base a codazos, ya lo contamos. Pero es que las partículas que vibran son másicas con energía tan baja, que no pueden sacudírsela. No les queda más remedio que mostrar un pequeño vaivén que lo capte más materia de su entorno. Cuando le falta porque es un vacío no cuántico, sino el vacuo de materia, no dispone a ningún testigo que pueda transmitir tal vibración. Esta vibración de materia, no afecta para nada ni a otras ondas que circulen, por inmateriales ni a las partículas virtuales por lo mismo.
En cambio las ondas de los fotones, abarcan su campo electromagnético que se supone llega al infinito y hasta allí llegan también las viertuales.
Los fotones se liberaron de los átomos del foco y ante ellos, la vastedad del campo con la hermosura de enorme cantidad de partículas que aparecen y desaparecen según la excitación que reciben. ¿No es más fácil que sean estas criaturas las que se encarguen de trasnsmitir la energía salida del foco A (cada cual a su vecina) que no la energía sin ningún vehículo, para llegar a B?.

Hago constancia que este tema de que la luz precise un medio para su transmisión, no está zanjado aún.
Luego, esta es mi propuesta, asemejando la función sónica con la cuántica, simplemente teniendo en cuenta que unas no se desprenden del fotón y las otras sí.
Insisto en que es mi propuesta y que a medida que surjan demostraciones de otras teorías, las iré asimilando.



aunque si que las necesitan para explicar la interaccion (por ejemplo el foton cuando transmite la interaccion electromagnetica entre particulas cargadas, es en realidad un foton virtual, pero cuando los observamos son los fotones que conocemos, o fotones reales).

No lo discuto.



De la propagacion por el espacio, encargan los campos electricos y magneticos, por eso no veo una relacion profunda entre desplazamiento y particulas virtuales (es como decir que la luz necesita de un medio para propagarse y lo unico que necesita es espacio y tiempo). El foton se desplaza de igual forma en otras regiones del espacio, eso si, dependiendo de la densidad, interactuara mas, con particulas elementales de materia o particulas reales, pero una cosa es la interacción y otra la propagación.

Acabas de confirmar mis supuestos. Las virtuales no necesitan viajar sino únicamente chivarse a sus compañeras, que por cierto están metidas unas dentro otras por lo apretujadas. (Ya conté según mi parecer la densidad mínima que deben alcanzar para que su máxima separación, haga inviable incluso la transmisión de las ondas electromagnéticas).
Lo que deben hacer es cada cual sin moverse del punto ocupado, ceder en la brevedad de 10^-14 s el codazo recibido. Con la peculiaridad que el codazo lo puede recibir su compañera del lado Norte, la del Sur y la del Este, sin enterarse la del Oeste.. Fíjate cómo doy la posibilidad de que en cada punto del trayecto, puedan distribuirse codazos a mansalva en distintas direcciones. Y con la incertidumbre (Respetando a Heisenberg), de cuales se transmiten por un determinado trayecto aparte del focalizado.


otra cosa es que estos bosones de gauge, son en realidad particulas sin masa, por lo que todas se mueven a la velocidad de la luz y entonces me pregunto ¿por que son virtuales? ¿solo por su cortisima vida? porque si son las responsables de las interacciones fundamentales debian ser consideradas particulas reales, por lo menos transmiten las fuerzas reales y son los últimos responsables de las mismas.. No se, supongo, que en cuanto estas particulas reales, se “dejan ver” por las fuerzas transmitidas, si que son virtuales

Muestras también tus dudas, lo que contribuye a mi insistencia. El llamarlas Virtuales, es otro tema a relucir. No nos desviemos, que bastante circunloquio estoy dando.

Me gustaria, me sacases de esta idea, que puede ser equívoca, por mi parte. Yo es que me guio mejor por lo clásico y en cuanto aparecen dificultades matematicas, trato de no meterme en líos..

No creo que sea yo quien te cambie las ideas ya que soy el que espera la recíproca y precisamente de foreros como tú que habeis tenido una formación Universitaria reciente. Yo voy a remolque de lo que me vayais enseñando. Pero eso sí me convenzo cuando lo entiendo, no antes.

Saludos (ah bueno y otra cosa, las ondas de sonido, no son de la misma naturaleza que las electromagneticas, y si que necesitan un medio material para propagarse. Las ondas de sonido, no se propagan en el vacío, aunque éste esté repleto de particulas virtuales)

Ya lo dijimos Wikipedia por el enlace y yo mismo, por lo que es otro punto en el que estamos de acuerdo.

Bueno, ya me contarás...

Casi seguro, que deberé esperar a que opines tú de nuevo, porque no tengo la suerte de que se enganchen más colegas. Así, dificilmente evolucionarán mis percepciones de las enseñanzas recibidas.
Y por supuesto, agradecido de tu intervención.
Saludos del Abuelo.

[Alex]

Carlos:

¿Esta afirmación, proviene de una sentencia de la Relatividad, o de la cuántica?. ..... Concederás al menos que las ondas, para salir del foco A y llegar al objeto B en otra Galaxia, atraviesan a estas Virtuales que ocupan el Vacío. Todo es cuestión de demostrar que en el trayecto, no se influyen de ningún modo. Tampoco recuerdo haber leído tal demostración

Me hace gracia y me trae recuerdos, esto del Eter. Hace unos tres meses, saque unas notas sobre el otrora famoso Eter, para comentarlas en una pequeña charla de aficionados escolares en Sevilla, se trataba de ver el papel y las evoluciones del primitivo éter y sus grandes y a veces inverosimiles modificaciones de sus propiedades que cada cientifico las adecuaba a sus necesidades...

Tu planteamiento me parece idéntico al del grandisimo Euler y otro gran fisico ruso, Lemonsov (me parece que se escribe asi), que sostenían, que la luz era el resultado de oscilaciones ondulatorias del éter y no de naturaleza corpuscuplar como sostenía Newton. (eso de la dualidad, entonces ni se llegaba a imaginar)

Tus supuestos, no pueden decirse que no son ciertos, de forma tajante, porque puede que tengas razón, si consideramos al eter como un tejido del espacio tiempo, repleto de partículas virtuales ¿por que no?, por lo menos el principio de indeterminación te da un buen argumento y además te ofrece su potente escudo.

Si te he entendido bien, es como plantear el siguiente interrogante:

Cuando una onda se transmite: ¿Se ondula el espacio permaneciendo su contenido inalterado, o el espacio permanece inalterado y lo que se ondula es el contenido (el éter en tu caso)? Esto, creo que es compatible como preguntarse: Si una onda, modifica el eter (o conjunto de particulas virtuales del vacío, en tu comparación), ¿supondría un desplazamiento de estas particulas? o ¿supondria un incremento de energía para esas particulas?. Yo entiendo que si son las particulas las que vibran al paso de una onda, esta onda, deberia perder energía constantemente a base de entregarla a las virtuales, hasta desaparecer. Esto es lo que no me cuadra. Por eso pienso que las ondas no modifican en absoluto el estado de las particulas virtuales del vacío cuántico, y si lo hacen es por pura interacción y no por el desplazamiento.

Hago una composicion mental preguntandome: Si en un instante determinado (t), el punto de mayor amplitud de la onda, esta en un determinado punto del espacio (x), y dentro de otro instante (t+dt) esa máxima amplitud de la onda, aparece en otro punto (x+dx) del espacio, e imaginando que en el instante (t) hubiesemos marcado en la onda el punto maximo de amplitud con una señal roja, en el instante (t+dt) ¿volveriamos a ver el punto rojo, o no?

Saludos

[Guest]

Colosal que respondas con esta rapidez. Lo que pones en duda y como problema, no lo es tanto si te fijas en que en otro hilo calculé que las transmisiones de virtual a virtual vecina, se realizan en 10^-14 s por lo que sea la que sea la frecuencia de la energía transmitida, siempre se supedita a su máxima velocidad c.

Y veamos si se demuestra que las virtuales no se mueven igual que las moléculas de agua de las ondas del estanque.

Saludos del Abuelo.

P.D. Acabo de actualizar tres hilos que complementan lo dicho, por si no los leiste. Será interesante, que los argumentes.

[alshain]

En cierta medida la diferencia conceptual entre partículas virtuales y reales no es tan grande, si uno está dispuesto a tomar las cosas con cierta amplitud de miras.

Debemos recordar qué significa la noción de partícula virtual. Se trata de un concepto que ayuda a describir interacciones. Por ejemplo, en un experimento de partículas dos electrones son lanzados hacia una misma región espacial, se encuentran y se repelen por medio de la interacción de Coulomb. La teoría cuántica de campos nos describe esta interacción como el intercambio de un fotón virtual entre ambos electrones. Este fotón virtual es una línea intermedia en un diagrama de Feynman, es decir, una línea sin extremos abiertos, a diferencia de los dos electrones.

La teoría cuántica de campos también nos dice que esta descripción por medio del proceso de emisión y recepción de tal fotón es sólo una de las muchas variantes de esa interacción: ambos electrones pueden interactuar por medio de muy diferentes procesos virtuales - por ejemplo, el fotón intermedio se convierte en un par electrón-positrón y estos se aniquilan para dar lugar otra vez al fotón intermedio. Es la contribución de todos estos procesos lo que da lugar a la interacción final tal y como la observamos.

En general, va a ocurrir que en interacciones los fotones virtuales no van a poder estar sobre la capa de masas. Esto significa que en general los fotones virtuales no va a cumplir E² - p² = 0 (de para m = 0 y tomando c = 1). La razón de esto es la conservación del momento lineal, que no sería siempre posible si E² - p² = 0 para el fotón virtual. La teoría cuántica de campos nos muestra que a mayor cercanía del fotón a la capa de masas, mayor será la contribución de tal fotón virtual al resultado final de la interacción. Todo esto se deduce sin extremada dificultad de resolver la ecuación de ondas por medio de funciones de Green, pero sin latex en el foro tal asunto es imposible de explicar - así que aquí hay que hacer un esfuerzo por creer.

Consideremos ahora lo que significa por ejemplo que un detector reciba un fotón emitido por un átomo en alfa Centauri. La forma usual de proceder nos lleva a considerar este fotón como real. Es decir, una vez emitido, transita por el espacio como fotón libre y legítimo, y es absorbido luego por un átomo en el detector. No obstante, igualmente podemos considerarlo como un fotón virtual, resultado de la interacción entre el átomo emisor y el receptor. Sabemos que la interacción entre átomo emisor y receptor es de hecho la emisión y recepción de un fotón, debido a que podemos medir sus efectos sobre el detector. Por tanto, la contribución del proceso "emitir y recibir un fotón" será prácticamente completa al resultado de la interacción final. Por lo mencionado arriba, está claro que este fotón estará completamente sobre su capa de masas, sin permitir prácticamente que haya otros procesos que contribuyan a la interacción.

Con ello la diferencia entre ambas nociones se difumina algo. Si uno está dispuesto a tratar a ambos tipos de partículas bajo el mismo techo, debe entonces recordar que lo que las diferencia es su distancia de la capa de masas, es decir, su fidelidad a cumplir con la relación de dispersión que impone la relatividad especial. Las partículas reales la cumplen a rajatabla, mientras que las virtuales se la saltan, tanto más cuanto menos les apetece contribuir a una interacción determinada.

Un saludo.

[Guest]

Alegría me das alshain, al responder a mis supuestos, sin refutarlos a priori.
De momento, me conformo en que no deja de haber una posibilidad en que el Vacío, se comporte como las aguas del estanque.

Lo que se detecta al final del trayecto, no es el agente productor de la energía, sino la reacción de su energía transmitida por el Vacío.

Como si llanamente dijéramos que el fotón Rojo, emitido en A, pasa a ser otro fotón Rojo idéntico en B, porqué la serie de partículas del trayecto se lo han ido comunicando.

Cada partícula, reacciona ante la perturbación recibida (influencia) de la anterior y adopta de nuevo su estado de reposo (aparecen y desaparecen). Es el efecto de acción y reacción en el sentido amplio, ya que no estamos hablando de materia. Esta es la idea, el detalle cuántico si se estudia, a lo mejor tu mismo puedes contarlo, sin precisar mas Wiki.

Deseo haber entendido bien esto, para ya seguir semiconvencido de que el método de transmisión del sonido, es similar al electromagnético. (Esto lo diría bien alto, para que todos lo oyeran, ya que no lo cuentan así los libros).

Me gusta por su simplicidad de concepción. Mucho más que la de adoptar una drástica diferenciación entre las ondas de choque y las electromagnéticas. La causa de ello es puramente la diferencia energética de los cuantos a transmitir.

Y la validación de tal supuesto, validaría a su vez los supuestos de temas abiertos, directamente relacionados.

Saludos del Abuelo.

[alshain]

La idea me parece correcta. En la teoría cuántica de campos la posición no es una variable dinámica sino sólo un parámetro que sirve para etiquetar diferentes lugares del campo. Una perturbación en el campo se propaga a lo largo de las posiciones del campo tal y como se propaga una partícula en la mecánica cuántica, por lo que se puede mostrar que una perturbación del campo corresponde con una partícula. Luego, llamar éter al campo es cuestión de definiciones, pero debes tener claro que los campos no tienen las propiedades de un éter tal y como se entendía este término a principios del siglo pasado.

Un saludo.

[Guest]

Perfecto alshain. Así lo entiendo. Sólo lo denomino Éter, como una similitud a lo buscado desde los Clasicos Griegos y Alquimistas y posteriores tendencias de Físicos moderns. Para no llar un Algo, o simplemente un Campo. Es para lograr una imagen de este Algo, o Campo, que contiene partículas llamadas virtuales y que en determinadas condiciones, también se comportan como las Reales.

Saludos del Abuelo.