声音的速度—声音在不同材料中传播的速度
发布日期:2022-01-13 12:04:06
你可能还记得在学校的科学课上,声速是恒定的。然而,恒定的速度并不一定就是声音到达你的速度。必须考虑声音通过的材料。
例如,密度如何影响音速?由于声波涉及相邻分子间动能的传递,这些分子之间的距离越近,声波传播的速度就越快。因此,声音在固体中传播的速度比在液体或气体中传播的速度要快得多。当了解声音通过不同介质或材料的速度时,除了密度外,还有几个因素需要考虑。
1.弹性性质
弹性特性是一种材料的特性,当你对它施力时,它可以保持它的形状。具有更高弹性的材料能更快地恢复其正常形状,使声音更容易通过它们传播。这就是为什么声音在铅中传播的速度要比橡胶快得多,因为橡胶的弹性很低。
2.空气密度
正如固体物体允许声音比密度较小的物体传播得更快一样,气体的密度也会影响声音传播的速度。例如,声音在氢气中传播的速度会比普通空气快,因为氢气是一种密度更大的气体。你会期望声音在冷空气中传播得比热空气快,因为冷空气密度更大。然而,情况并非如此,原因如下。
3.温度
为什么声音在较高的温度下传播得比较冷的更快?当空气较冷时,分子间的距离较近,因此声音的传播应该更容易。固体和液体都是这样,但气体的行为有点不同。当气体受热时,它们的分子移动得更快。这种增加的振动比在更冷但更静止的空气中传播声音的速度更快。
通过不同材料的声速表
如果你想知道声音在不同介质中传播的速度有多快,这里有几种不同的材料,以及声音在其中传播的速度有多快:
橡胶-60 m/s
32度-331米/秒时的空气
68度-343米/秒时的空气
104度-355米/秒的空气
铅-1210 m/s
黄金-3240 m/s
玻璃-4540 m/s
铜-4600 m/s