Category: Physics Published: 12 November 2013
geluid reist sneller in water dan in lucht. De snelheid van het geluid in lucht onder typische omstandigheden is ongeveer 343 meter per seconde, terwijl de snelheid van het geluid in water is ongeveer 1.480 meter per seconde., Fundamenteel, standaard geluid is een compressie Golf Reizen door een materiaal. Je kunt aan een materiaal denken als een raster van zware ballen (die de atomen voorstellen) verbonden door veren (die de bindingen tussen de atomen voorstellen). Wanneer je op een paar ballen in het raster drukt, bewegen ze dichter bij hun buren aan de ene kant en de veren die de ballen met hun buren verbinden, comprimeren. Maar de samengeperste veren stuiteren terug en vervangen de ballen naar hun oorspronkelijke positie. In het proces, echter, de naburige ballen worden geduwd, waardoor de veren aansluiten hen en hun buren te comprimeren., Dit proces herhaalt zich in domino Mode en je krijgt een compressiegolf reizen door het raster van ballen. Op dezelfde manier is standaardgeluid gewoon een compressiegolf die door de atomen en bindingen in een materiaal reist.
met de compressie-Golf aard van geluid in gedachten, zou het logisch moeten zijn dat stijvere materialen geluid voortbrengen bij hogere snelheden. In het metaforische raster van ballen en veren, zullen stijvere veren sneller terugslaan, wat leidt tot snellere golfvoortplanting. Evenzo, in echte materialen, stijvere chemische bindingen tussen atomen leidt tot een hogere snelheid van geluid., Niet-stijve materialen zoals lucht en water hebben relatief lage geluidssnelheden, terwijl stijve materialen zoals diamant en ijzer hoge geluidssnelheden hebben. De belangrijkste component is de stijfheid van de betrokken chemische bindingen en niet alleen het type moleculen dat aanwezig is. Bijvoorbeeld, watermoleculen gebonden in ijsvorm hebben een geluidssnelheid meer dan twee keer zo snel als in vloeibaar water.
We moeten echter rekening houden met meer dan de chemische bindingen (de veren). We moeten ook rekening houden met de atomen zelf (de metaforische ballen in het raster)., Meer massieve ballen hebben meer inertie te overwinnen en daarom langer duren om te reageren op een duw van een buurman. Over het algemeen hebben zwaardere materialen (die met hogere massadichtheden) lagere geluidssnelheden, al het andere is gelijk. Bij het bepalen van de geluidssnelheid in een bepaald materiaal werken de stijfheid en dichtheid van het materiaal meestal tegen elkaar. Hoewel vaste stoffen meestal een hogere geluidssnelheid hebben dan vloeistoffen omdat vaste stoffen stijver zijn dan vloeistoffen, is deze generalisatie niet altijd waar omdat dichtheid ook een rol speelt., Een lichte, stijve vloeistof (zoals glycerol met v = 1900 m/s) kan een hogere geluidssnelheid hebben dan een zware, sponsachtige vaste stof (zoals rubber met v = 1600 m/s). Terwijl water dichter is dan lucht, is de stijfheid genoeg groter dan lucht om de hoge dichtheid te compenseren en de geluidssnelheid in water groter te maken.
maar het feit dat geluid sneller reist in water dan in lucht roept de volgende vraag op: Waarom is het moeilijker om met iemand onder water te praten dan in lucht? Het antwoord is dat geluid slecht paren van lucht naar water., Als je praat, doe je dat door lucht uit te zenden en dan compressiegolven door deze lucht te sturen. Uw longen zorgen voor de uitbarsting van lucht, en uw vibrerende stembanden en mond imprint de juiste geluidsgolfvorm op de lucht. Om iemand onder water je te laten horen, moeten de geluidsgolven vanuit de lucht in je mond in het water om je heen gaan. Geluidsgolven hebben een harde tijd gaan van lucht in water en meestal worden gereflecteerd op de lucht-water interface in plaats van te worden overgebracht in het water., Als je longen en luchtwegen gevuld waren met water, en als je stembanden en longen afgestemd waren op water, zou je beter geluid genereren onder water, omdat er niet langer een lucht-water interface zou zijn.
onderwerpen: compressiegolf, reflectie, geluid, geluidsgolf, geluidsgolven, geluidssnelheid, stijfheid, water, Golf, Golven