Легкие материалы лучше переносят звуковые колебания, чем плотные и тяжелые предметы. Эластичность материала или его упругость также важны для передачи звука: менее эластичные вещества, такие как твердые пенопласты и бумага, с большей вероятностью поглощают звук, чем переносят его. Лучшие материалы для пропускания звуковых волн включают некоторые металлы, такие как алюминий, и твердые вещества, такие как алмаз.
Формула для скорости звука в различных свойствах имеет решающее значение для понимания того, почему определенные свойства переносят звук лучше. Скорость звуковой волны равна квадратному корню упругости, деленной на плотность объекта. Другими словами, чем менее плотный объект, тем быстрее распространяется звук и чем он более эластичен, тем быстрее распространяется звук. Поэтому объект будет вести звук медленнее, если он не очень упругий и очень плотный.
Звук распространяется с одной из самых высоких скоростей через алюминий со скоростью 6 320 метров в секунду. Это связано с тем, что алюминий не обладает особой плотностью – это означает, что он имеет небольшую массу в данном объеме и является чрезвычайно эластичным и способен легко изменять 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.
Следующая самая высокая скорость звука – 4600 метров в секунду через медь. Благодаря эластичности меди и, следовательно, способности легко вибрировать, звук быстро распространяется. Однако медь намного плотнее алюминия, что объясняет, почему он почти на две трети медленнее алюминия.
Звук распространяется гораздо медленнее в газе и жидкости, потому что молекулы в каждом из них не такие жесткие, как молекулы в твердом теле, что значительно снижает эластичность каждого вещества. При нормальной комнатной температуре и давлении скорость звука составляет 343 метра в секунду или примерно в 20 раз медленнее, чем у алюминия. Одним из измерений, который повлияет на скорость, является температура – чем горячее что-то, тем быстрее звук проходит через него, поскольку это увеличивает скорость молекул. Например, звук на 12 метров в секунду быстрее при 40 градусах Цельсия, чем при 20 градусах Цельсия.
© digitrode.ru