¿Tiene el sonido algún efecto sobre la luz?

Answer 1

Sí, dependiendo del medio tendrá un impacto más o menos significativo. Hay un campo de estudio que va a ello. Acústica-óptica.

Comenzaré con algunos de los efectos de macroescala, luego entraré en el trabajo de microescala mucho más interesante.

Como mencionó Ben, el índice de refracción del aire varía ligeramente con la presión, y una onda de sonido no es más que una onda de presión que viaja a través del aire. Quizás una imagen pueda explicar por qué el índice de refracción cambiará con la presión:

El hecho de que la presión del aire varía a través de la atmósfera y el índice de refracción varía ligeramente con la presión del aire debido al fenómeno de los espejismos y la posición del sol observada temprano en la mañana:

Como se señaló anteriormente, hay ejemplos de ondas de choque y otras cosas que son visibles debido a la relación de presión-refracción.

Ahora, para uno de los más interesantes efectos a escala micro de las ondas acústicas en la luz: el modulador o filtro acústico-óptico.

Muchos de los dispositivos acústicos ópticos más interesantes utilizan algún tipo de piezoeléctrico, en el que se produce un desplazamiento de carga eléctrica con cambios en la tensión del cristal. En muchos de estos, hay una no linealidad óptica que lo hace así que el desplazamiento de la carga cambiará más significativamente el índice de refracción del material.

Esto se usa para hacer un filtro acústico-óptico, que básicamente es un elemento de difracción con difracción controlable electrónicamente:

los cambios de índice de la onda acústica hacen una rejilla de difracción con un período que puede ajustarse simplemente ajustando la frecuencia del transductor piezoeléctrico.

Answer 2

En resumen, “No o despreciable” debido a la diferencia de velocidad entre la luz y el sonido.

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Para una respuesta larga, debemos considerar dos aspectos:
1) Interacción en el espacio,
2) Tiempo de interacción

Primero nos fijamos en el proceso de interacción.

Cuando el sonido se propaga, perturba / cambia las propiedades del medio, ya que tiene naturaleza de compresión-dilatación. Cambia las propiedades del medio en su escala de longitud de onda, por ejemplo, λ / 2 (donde λ es la longitud de onda más pequeña de un paquete de onda que se propaga a través del medio). Por ahora, simplemente asumimos que la onda es una onda mono (simple) de frecuencia (f), que corresponde a una sola λ.

Cuando una luz pasa a través del medio y encuentra cualquier discontinuidad del material, se comportará de acuerdo con el rango de energía de radiación. @ Interacción de la radiación con la materia

1) Interacción en el espacio ,
Ahora suponga que el cambio en el espacio producido por la onda de sonido es un orden de λ / 2 (escala mili-micro) que es mucho mayor que el nivel de interacción de la onda de luz (de escala pico a femto). Si hablamos de los cambios en los límites del material, tenga en cuenta que, los límites del material nunca se definen con tanta precisión.

2) Interacción en el espacio ,
Para el “tiempo de interacción” del material con una onda usaremos su tiempo de viaje ([math] \ frac {1 metro} {velocidad de wave} [/ math]) como proxy. El tiempo de interacción para una onda de luz [math] \ frac {1} {3 * 10 ^ 8} ms ^ {- 1} [/ math] (en aire, máximo) es muy pequeño y cualquier cambio causado por la onda de sonido ([ math] \ frac {1} {12000} ms ^ {- 1} [/ math]) (en diamante) es demasiado pequeño o casi estacionario a la luz. Antes de que el cambio por sonido afecte la interacción de la luz con la materia, la onda de luz casi desaparece.
Otra posibilidad es que, la luz esté interactuando mientras el cambio está sucediendo. Pero aquí está la trampa: “esta interacción es un fenómeno tan local y nano, a escala pico que casi no se ve afectado.

Tenga en cuenta que me abstengo de la discusión en la que la velocidad de la luz se reduce a tan solo 17 m / s … ¡¡¡¡¡¡¡ @ Reducción de la velocidad de la luz a 17 metros por segundo en un gas atómico ultrafrío

PD: No soy un experto en el tema particular. Por favor diga si la lógica / observación de arriba le parece convincente. Estaría muy feliz si algunos expertos pueden hacer comentarios al respecto.

Answer 3

Aparte de los efectos sobre el índice de refracción, también hay una generación directa de luz causada por la onda de presión (sonido). El fenómeno se llama sonoluminiscencia.
El origen aún no está claro, probablemente una convergencia de ondas de sonido en un nivel microscópico provoca la ionización y tal vez incluso un plasma caliente que genera el flash de luz que dura menos de un nanosegundo

Answer 4

Sí. Las ondas sonoras viajan como ondas de presión en un medio. Mayor presión significa mayor densidad. La densidad de un medio afecta el índice de refracción, y si el sonido es lo suficientemente alto, realmente puedes ver estas “ondas” de presión.

Answer 5

Solo de manera indirecta, el sonido es la compresión y rarefacción repetidas del aire y el aire comprimido refracta más la luz que el aire enrarecido. Por lo tanto, un sonido muy fuerte podría verse como una onda de choque visible (1:30 en el clip a continuación)
También puedes detectar el efecto de instrumentos musicales.
Onda de choque de trombón filmada

Answer 6

Los percibiríamos como sucediendo, pero para ser justos, desde el punto de vista relativista adecuado, debo decir que si la percepción es “vista” o detección o radiación, el marco de referencia relativo puede verse de manera diferente como cualquier medio. Según el estándar de luces, simplemente no se mueve, la luz es “correcta” para todos los cuadros, la compresión molecular, requeriría un “tiempo” relativo para interactuar, la luz se mueve a la “velocidad” del tiempo, ¿cuándo interactuaría? La interacción con los medios es obvia, no veo que el resto ocurra.

Answer 7

Sí, moduladores de ‘Onda acústica de superficie’.

Modulador acústico-óptico – Wikipedia