Легкие материалы переносят звуковые колебания лучше, чем плотные тяжелые предметы. Эластичность или «упругость» материала также важна для передачи звука: менее эластичные вещества, такие как твердый пенопласт и бумага, с большей вероятностью поглощают звук, чем несут его. Лучшие материалы для переноса звуковых волн включают некоторые металлы, такие как алюминий, и твердые вещества, такие как алмаз.
Формула скорости звука
Формула скорости звука в различных свойствах имеет решающее значение для понимания того, почему определенные свойства лучше переносят звук. Скорость звуковой волны равна квадратному корню из упругого свойства, деленному на плотность объекта. Другими словами, чем менее плотен объект, тем быстрее распространяется звук и чем он эластичнее, тем быстрее распространяется звук. Следовательно, объект будет проводить звук медленнее, если он не очень эластичный и очень плотный.
Звук в алюминии
Звук распространяется через алюминий с одной из самых быстрых скоростей - 6320 метров в секунду. Это связано с тем, что алюминий не очень плотный - это означает, что он имеет небольшую массу в данном объеме - и чрезвычайно эластичен и способен легко менять форму. Обратите внимание, что эластичность материала имеет тенденцию колебаться больше, чем его плотность, и поэтому считается более важным для понимания скорости звука через данный материал.
Звук в меди
Следующая самая высокая скорость звука - 4600 метров в секунду для меди. Благодаря своей эластичности и, следовательно, способности легко вибрировать на месте звук распространяется быстро. Однако он намного плотнее алюминия, что объясняет, почему он почти на две трети медленнее алюминия.
Нежелательные вещества
Звук распространяется намного медленнее через газ и жидкости, потому что молекулы в каждой из них не такие жесткие, как в твердом теле, что значительно снижает эластичность каждого вещества. При нормальной комнатной температуре и давлении скорость звука составляет 343 метра в секунду, что примерно в 20 раз меньше, чем у алюминия. Одним из показателей, влияющих на скорость, является температура: чем горячее что-то, тем быстрее проходит звук, поскольку это увеличивает скорость молекул. Например, при 40 градусах Цельсия звук на 12 метров в секунду быстрее, чем при 20 градусах Цельсия.