Sikkert mange gange har du set, at når der er en storm, er det første, der er, et lys, der er lynet, og så kommer lyden. Dette skyldes Lydens hastighed. Forskere har fundet ud af, hvad lydens maksimale hastighed kan sprede sig gennem luften. I fysik er dette ret vigtigt.
Derfor vil vi dedikere denne artikel til at fortælle dig alt, hvad du behøver at vide om lydens hastighed, og hvordan den forplanter sig.
Lydens hastighed
En lydbølges udbredelseshastighed afhænger af egenskaberne af det medium, hvori den udbredes, ikke af bølgens karakteristika eller den kraft, der frembringer den. Denne udbredelseshastighed af lydbølger kaldes også lydens hastighed. I Jordens atmosfære, temperaturen er 20ºC, hvilket er 343 meter i sekundet.
Lydens hastighed varierer med udbredelsesmediet, og den måde, den udbreder sig i mediet, hjælper til bedre at forstå visse karakteristika ved transmissionsmediet. Når temperaturen på formeringsmediet ændres, vil lydhastigheden også ændre sig. Dette skyldes, at en stigning i temperaturen fører til en stigning i frekvensen af interaktioner mellem partikler, der bærer vibrationer, hvilket udmønter sig i en stigning i bølgens hastighed.
Generelt er lydhastigheden i faste stoffer højere end i væsker, og lydens hastighed i væsker er højere end i gasser. Dette skyldes, at jo mere fast stof, jo større grad af kohæsion af atombindinger, hvilket favoriserer udbredelsen af lydbølger.
Hastigheden af lydudbredelse afhænger hovedsageligt af elasticiteten af mediet, der formerer det. Elasticitet refererer til evnen til at genoprette sin oprindelige form.
Hvad er lyd
Lyd er en trykbølge, der kan forplante sig gennem luften ved kompression og depression. Den lyd, vi opfatter omkring os, er ikke andet end energi, der genereres af vibrationer, der formerer sig gennem luften eller ethvert andet medium, som kan modtages og høres, når den når det menneskelige øre. Vi ved, at lyd rejser i form af bølger.
Bølger er vibrationsforstyrrelser i mediet, som overfører energi fra et punkt til et andet uden direkte kontakt mellem disse to punkter. Vi kan sige, at bølgen er produceret af vibrationen af partiklerne i mediet, som den passerer igennem, det vil sige udbredelsesprocessen svarende til den langsgående forskydning (i udbredelsesretningen) af luftmolekylerne. Området med stor forskydning vises i det område, hvor trykændringens amplitude er nul og omvendt.
Lyden i en højttaler
Luft i et rør med en højttaler i den ene ende og lukket i den anden ende vibrerer i form af bølger. Statisk på langs. Egne vibrationsformer af rør med disse egenskaber. Det svarer til en sinusbølge, hvis bølgelængde er sådan, at der er et punkt på nul amplitude. Udstødningsknudepunktet for enden af højttaleren og den lukkede ende af røret, fordi luften ikke kan bevæge sig frit på grund af henholdsvis højttaleren og rørhætten. I disse noder har vi en maksimal variation af trykket, en antinode eller bug, af den stående bølge.
Lydens hastighed i forskellige medier
Lydens hastighed varierer alt efter det medium, hvori lydbølgen formerer sig. Det ændrer sig også med mediets temperatur. Dette skyldes, at en stigning i temperaturen forårsager en stigning i frekvensen af interaktioner mellem partikler, der bærer vibrationer, og en stigning i denne aktivitet øger hastigheden.
For eksempel kan lyd i sne rejse lange afstande. Dette skyldes brydning under sne, som ikke er et homogent medium. Hvert lag sne har en anden temperatur. De dybeste steder, som solen ikke kan nå, er koldere end overfladen. I disse køligere lag tæt på jorden er lydspredningshastigheden langsommere.
Generelt er lydhastigheden større i faste stoffer end i væsker og større i væsker end i gasser. Dette skyldes, at jo højere kohæsionen af atom- eller molekylbindingerne er, desto stærkere er stoffet. Lydens hastighed i luft (ved en temperatur på 20 ° C) er 343,2 m / s.
Lad os se lydens hastighed i nogle medier:
- I luft, ved 0 ° C, bevæger lyden sig med en hastighed på 331 m / s (for hver grad Celsius temperaturen stiger, stiger lydens hastighed med 0,6 m / s).
- I vand (ved 25 ° C) er det 1593 m / s.
- I væv er det 1540 m / s.
- I træ er det 3700 m / s.
- I beton er det 4000 m / s.
- I stål er det 6100 m / s.
- I aluminium er det 6400 m / s.
- I cadmium er det 12400 m / s.
Trykbølgens udbredelseshastighed er meget vigtig i undersøgelsen af resonansfænomenet i samleren af en frem- og tilbagegående motor og afhænger af miljøets egenskaber. For gasser afhænger for eksempel den fordampede blanding i indsugningsmanifolden eller de gasser, der forbrændes i udstødningsmanifolden, af deres tæthed og tryk.
Typer af formerende bølger
Der er to typer bølger: langsgående bølger og tværgående bølger.
- Længdebølge: Bølge, hvor partiklerne i et medium vibrerer fra den ene side til den anden i samme retning som bølgen. Mediet kan være fast, flydende eller gasformigt. Derfor er lydbølger langsgående bølger.
- Tværgående bølge: Bølge, hvor partiklerne i mediet vibrerer op og ned "i rette vinkler" til bølgens bevægelsesretning. Disse bølger vises kun i faste stoffer og væsker, ikke i gasser.
Men husk, at bølger rejser i alle retninger, så det er lettere at tænke på dem som at passere gennem en kugle.
Jeg håber, at du med disse oplysninger kan lære mere om lydens hastighed og dens egenskaber.