Які матеріали найкраще несуть звукові хвилі?

Легкі матеріали переносять звукові коливання краще, ніж щільні важкі предмети. Еластичність або "пружність" матеріалу також важлива для передачі звуку: менш еластичні речовини, такі як тверда піна та папір, швидше за все поглинають звук, ніж несуть його. Найкращі матеріали для перенесення звукових хвиль включають деякі метали, такі як алюміній, і тверді речовини, такі як алмаз.

Формула швидкості звуку в різних властивостях має вирішальне значення для розуміння того, чому певні властивості краще переносять звук. Швидкість звукової хвилі дорівнює квадратному кореню пружної властивості, поділеній на щільність об'єкта. Іншими словами, чим менш щільний предмет, тим швидше проходить звук, і чим він пружніший, тим швидше проходить звук. Тому об’єкт буде проводити звук повільніше, якщо він не дуже еластичний і дуже щільний.

Звук рухається з однією з найшвидших швидкостей через алюміній - 6 320 метрів в секунду. Це пояснюється тим, що алюміній не відрізняється особливою щільністю - це означає, що він має невелику масу в певному об’ємі - і надзвичайно еластичний і здатний легко змінювати форму. Зауважте, що еластичність матеріалу має тенденцію коливатися більше, ніж його щільність, і тому вважається більш важливою для розуміння швидкості звуку через даний матеріал.

Наступна за швидкістю швидкість звуку - 4600 метрів на секунду в міді. Завдяки своїй еластичності і, отже, здатності легко вібрувати на місці, звук швидко проходить. Однак він набагато щільніший за алюміній, що пояснює, чому він майже на дві третини повільніший за алюміній.

Звук рухається набагато повільніше, хоча газ і рідини, оскільки молекули в кожній з них не такі тверді, як у твердому тілі, значно зменшуючи еластичність кожної речовини. При нормальній кімнатній температурі та тиску швидкість звуку становить 343 метри в секунду, або приблизно в 20 разів повільніше, ніж в алюмінію. Одним вимірюванням, яке вплине на швидкість, є температура - чим щось гарячіше, тим швидший звук рухається крізь нього, оскільки це збільшує швидкість молекул. Наприклад, звук на 12 метрів в секунду швидший при 40 градусах Цельсія, ніж при 20 градусах Цельсія.