Kategori: Fysikk Publisert: November 12, 2013
Lyd reiser raskere i vann enn i luft. Lydens hastighet i luft under vanlige forhold er om 343 meter per sekund, mens lydens hastighet i vann er om 1,480 meter per sekund., Fundamentalt, standard lyd er en komprimering bølge reiser om et materiale. Du kan tenke av et materiale som et rutenett med tunge baller (som representerer atomer) koblet av kilder (som representerer bindinger mellom atomer). Når du trykker på et par baller i nettet, de beveger seg nærmere til sine naboer på den ene siden og den springs koble baller og deres naboer komprimere. Men den komprimerte springs sprette tilbake, bytte baller til sin opprinnelige posisjon. I den prosessen, imidlertid, den tilstøtende baller få presset, forårsaker springs koble dem og deres naboer til å komprimere., Denne prosessen gjentas i domino mote, og du får en komprimering bølge reiser om rutenettet av baller. På en lignende måte, standard lyd er bare en komprimering bølge som reiser gjennom atomer og obligasjoner i et materiale.
Med komprimering-bølge natur lyd i tankene, bør det være fornuftig at stivere materiale overføre lyd ved høyere hastigheter. I den metaforiske rutenett av baller og fjærer, stivere fjærer vil feste seg tilbake raskere, noe som fører til raskere bølgeutbredelse. På samme måte, i ekte materialer, stivere kjemiske bindinger mellom atomer fører til en raskere hastighet av lyd., Ikke-stive materialer som luft og vann har relativt lave hastigheter av lyd, mens stive materialer som diamant og strykejern har høye hastigheter på lyd. Nøkkelen komponenten er stivhet av kjemiske forbindelser som er involvert, og ikke bare den type molekyler som er til stede. For eksempel, vann molekyler bundet i isen form har en hastighet av lyd som er mer enn dobbelt så raskt som i væske-vann.
vi har Imidlertid å ta hensyn til mer enn den kjemiske bindinger (kildene). Vi må også ta hensyn til atomene seg selv (den metaforiske baller i nettet)., Flere store baller ha mer treghet til å overvinne, og tar derfor lenger tid på å svare på et trykk fra en nabo. Generelt tyngre materialer (de med høyere masse tettheter) har lavere hastigheter på lyd, alt annet er likt. I vurderingen av lydens hastighet i et gitt materiale, materiale er stivhet og tetthet har en tendens til å virke mot hverandre. Mens faste stoffer har vanligvis en høyere hastighet lyd enn væsker fordi tørrstoff er stivere enn væsker, dette generalisering er ikke alltid sant fordi tetthet spiller også en rolle., En lett, stiv væske (for eksempel glyserol med v = 1900 m/s) kan ha en høyere hastighet lyd enn en tung, svampaktig solid (slik som gummi med v = 1600 m/s). Mens vann er tyngre enn luft, sin stivhet er nok større enn luft for å kompensere for den høye tettheten og gjøre lydens hastighet større i vann.
Men det faktum at lyden beveger raskere i vann enn i luft bare bringer opp neste spørsmål: Hvorfor er det vanskeligere å snakke med noen under vann enn i luft? Svaret er at lyden par dårlig fra luft til vann., Når du snakker, kan du gjøre det ved å slippe ut luften og deretter sende komprimering bølger gjennom luften. Lungene gi utbrudd av luft, og vibrerende stemmebåndene og munn forlaget riktig lyd, bølgeform på lufta. For noen under vann for å høre deg, lydbølger har til å gå fra luften i munnen i vannet rundt deg. Lydbølgene har en hard tid som går fra luft til vann og for det meste få reflektert på luft-vann-grensesnitt i stedet for å bli overført til vannet., Hvis lungene og luftveiene var fylt med vann, og hvis din vokal ledninger og lungene ble stilt inn til å håndtere vann, ville du gjøre en bedre jobb for å generere lyd under vann så ville det ikke lenger være en luft-vann-grensesnitt.
Emner: komprimering bølge, refleksjon, lyd, lyd-bølger, lydbølger, speed of sound, stivhet, vann -, bølge -, bølger