Kuriem materiāliem vislabāk ir skaņas viļņi?

Vieglie materiāli labāk pārnēsā skaņas vibrācijas nekā blīvi, smagi priekšmeti. Skaņas pārraidīšanai ir svarīga arī materiāla elastība vai "elastība": mazāk elastīgas vielas, piemēram, cietās putas un papīrs, visticamāk absorbē skaņu, nekā to nēsā. Labākie materiāli skaņas viļņu pārnēsāšanai ietver dažus metālus, piemēram, alumīniju, un cietas vielas, piemēram, dimantu.

Skaņas ātruma formula

Skaņas ātruma formulai dažādās īpašībās ir izšķiroša nozīme, lai saprastu, kāpēc noteiktas īpašības labāk pārnēsā skaņu. Skaņas viļņa ātrums ir vienāds ar elastīgās īpašības kvadrātsakni, dalītu ar objekta blīvumu. Citiem vārdiem sakot, jo mazāk blīvs ir objekts, jo ātrāk skaņa pārvietojas, un jo elastīgāka tā ir, jo ātrāk skaņa pārvietojas. Tāpēc objekts skaņu vadīs lēnāk, ja tas nebūs ļoti elastīgs un ļoti blīvs.

Skaņa alumīnijā

Skaņa caur alumīniju pārvietojas vienā no ātrākajiem ātrumiem - 6 320 metri sekundē. Tas ir tāpēc, ka alumīnijs nav īpaši blīvs - tas nozīmē, ka tam ir maza masa noteiktā tilpumā - un tas ir ārkārtīgi elastīgs un spēj viegli mainīt formu. Ņemiet vērā, ka materiāla elastībai ir tendence svārstīties vairāk nekā tā blīvumam, un tāpēc to uzskata par svarīgāku, lai saprastu skaņas ātrumu caur doto materiālu.

Skaņa varā

Nākamais ātrākais skaņas ātrums ir 4600 metri sekundē vara. Ar savu elastību un tādējādi spēju viegli vibrēt vietā skaņa ātri iziet cauri. Tomēr tas ir daudz blīvāks nekā alumīnijs, kas izskaidro, kāpēc tas ir gandrīz divas trešdaļas lēnāks nekā alumīnijs.

Cietie

Lai gan gāze un šķidrumi, skaņa pārvietojas daudz lēnāk, jo molekulas katrā nav tik cietas kā cietā, ievērojami samazinot katras vielas elastību. Normālā istabas temperatūrā un spiedienā skaņas ātrums ir 343 metri sekundē jeb aptuveni 20 reizes lēnāks nekā alumīnijā. Viens mērījums, kas ietekmēs ātrumu, ir temperatūra - jo kaut kas karstāks, jo ātrāk skaņa pārvietojas pa to, jo tas palielina molekulu ātrumu. Piemēram, skaņa ir par 12 metriem sekundē ātrāka 40 grādos pēc Celsija, nekā 20 grādos pēc Celsija.

  • Dalīties
instagram viewer