Зависит ли скорость звука от его частоты? Будет ли оркестр, в котором есть как флейты-пикколо, так и фаготы, звучать беспорядочно, когда вы отходите от него на большое расстояние?

Скорость света в вакууме не зависит от частоты. Этот факт был проверен на опыте для частот на всем протяжении от радиоволн до рентгеновского излучения. Если бы скорость света зависела от частоты, то наблюдались бы очень странные астрономические явления. Например, орбиты некоторых двойных звезд лежат в такой плоскости, что мы можем наблюдать, как они периодически затемняют друг друга. Если бы синий свет распространялся быстрее, чем красный, то, когда одна из звезд выходит из тени другой, мы должны были бы видеть ее сначала как синюю звезду, затем как белую и затем, при начале затемнения, как красную. Подобный эффект никогда не наблюдался. Однако, когда свет проходит сквозь прозрачное вещество, его скорость зависит от частоты. При изучении оптических приборов в главе 17 мы увидим, как преломление света в линзах и призмах может быть использовано для управления его распространением. Поскольку преломление зависит от скорости света в стекле, отклонение траектории красного света будет иным, чем синего. Это свойство приводит к осложнениям при конструировании оптических систем, но в нем заключается главное достоинство драгоценных камней – самоцветов, таких, как бриллианты. Алмаз не только вызывает большее преломление, чем почти любое другое вещество, но, что даже более важно для ювелирных изделии, в нем очень велика разница в преломлении синего и красного света. Этот эффект лучше всего проявляется в мерцающем свете свечей (хотя подходит любой движущийся точечный источник света). Падающий свет расщепляется в спектр сверкающих цветов.

Мы не привели вывода для скорости волн на воде, потому что это очень сложное явление. При возмущении поверхности воды из равновесного положения восстанавливающие силы обусловлены тяготением, давлением воды, поверхностным натяжением. Для обычных волн вблизи берегов сделанные нами упрощающие предположения неприменимы. Даже мелкая рябь в пруду или сковороде с водой представляет собой сложное явление. Скорость ряби на поверхности воды зависит от глубины сосуда, а также от частоты волн. На рисунке показан график этих сложных зависимостей.

Автор Кл. Э. Суорц “Необыкновенная физика обыкновенных явлений”