Mitkä materiaalit kuljettavat ääniaallot parhaiten?

Posted on
Kirjoittaja: Robert Simon
Luomispäivä: 18 Kesäkuu 2021
Päivityspäivä: 18 Marraskuu 2024
Anonim
Mitkä materiaalit kuljettavat ääniaallot parhaiten? - Tiede
Mitkä materiaalit kuljettavat ääniaallot parhaiten? - Tiede

Sisältö

Kevyt materiaalit kantavat äänivärähtelyä paremmin kuin tiheät, raskaat esineet. Materiaalien joustavuus tai "joustavuus" on tärkeä myös äänen siirtämisessä: vähemmän joustavat aineet, kuten kovat vaahdot ja paperi, absorboivat todennäköisemmin ääntä kuin kuljettavat sitä. Parhaita materiaaleja ääniaaltojen kuljettamiseen ovat jotkut metallit, kuten alumiini, ja kovat aineet, kuten timantti.


Äänen kaavan nopeus

Äänenopeuden kaava eri ominaisuuksilla on ratkaisevan tärkeä ymmärrystä siitä, miksi tietyt ominaisuudet pitävät ääntä paremmin. Ääniaallon nopeus on yhtä suuri kuin elastisen ominaisuuden neliöjuuri jaettuna kohteen tiheydellä. Toisin sanoen, mitä vähemmän tiheä kohde on, sitä nopeampi ääni kulkee ja mitä joustavampi se on, sitä nopeampi ääni kulkee. Kohde johtaa siis ääntä hitaammin, jos se ei ole kovin elastinen ja erittäin tiheä.

Ääni alumiinia

Ääni kulkee aluminiumin läpi nopeimmalla nopeudella 6320 metriä sekunnissa. Tämä johtuu siitä, että alumiini ei ole erityisen tiheää - mikä tarkoittaa, että sillä on vähän massaa määrätyssä tilavuudessa - ja se on erittäin joustava ja pystyy muuttamaan muotoaan helposti. Huomaa, että materiaalien joustavuudella on taipumus vaihdella enemmän kuin sen tiheys, ja sen vuoksi sitä pidetään tärkeämpänä äänen nopeuden ymmärtämiseksi annetun materiaalin läpi.


Ääni kuparissa

Seuraava nopein äänenopeus on kuparia 4600 metriä sekunnissa. Joustavuutensa ja siten kykynsä värähtelyä helposti paikoillaan, ääni kulkee nopeasti. Se on kuitenkin paljon tiheämpi kuin alumiini, mikä selittää miksi se on lähes kaksi kolmasosaa hitaampi kuin alumiini.

Non-Kuiva

Ääni kulkee paljon hitaammin, vaikka kaasua ja nesteitä, koska molemmat molekyylit eivät ole yhtä jäykkiä kuin kiinteän aineen molemmat, mikä vähentää merkittävästi kunkin aineen joustavuutta. Normaalissa huoneenlämpötilassa ja -paineessa äänen nopeus on 343 metriä sekunnissa tai noin 20 kertaa hitaampi kuin alumiinissa. Yksi nopeuteen vaikuttava mittaus on lämpötila - mitä kuumempi jotain on, sitä nopeampi ääni kulkee sen läpi, koska se lisää molekyylien nopeutta. Esimerkiksi ääni on 12 metriä sekunnissa nopeampi 40 asteessa kuin 20 celsiusasteessa.