Klank verskyn as gevolg van die voortplanting van 'n golf vanaf 'n ossillerende liggaam. Vaste voorwerpe, veral metale en hul legerings, lug, water - dit alles is media. Hulle kan dalk klank produseer.
Baie is verras deur die situasie wanneer die trein nog buite sig is en nie gehoor kan word nie, en as jy jou oor na die staalrelings sit, sal die klank van die wiele duidelik wees. Die rede is natuurlik die verskillende spoed van klank in staal en lug. Hierdie kwessie sal in meer besonderhede in die artikel bespreek word.
Hoe 'n klankgolf in vaste stowwe voortplant
Kom ons kyk na die fisika van die proses. Klank in staal, sowel as in vaste stowwe in die algemeen, versprei nie op dieselfde manier as in gasse en vloeistowwe nie. Dit word verklaar deur verskille in die struktuur van stowwe. Die atome van 'n soliede liggaam is met mekaar verbind deur onsigbare elektriese kragte. Saam vorm hulle 'n kristalrooster. Skakels tree op soos vere. As 'nsommige atoom beweeg, dan beweeg ander daarmee.
Klank in 'n vaste stof word geskep deur vibrasies van deeltjies en hul voortplanting langs die kristalrooster. Boonop is die bewegings van atome georden, het dieselfde frekwensie en rigting. Die proses word moontlik as gevolg van elastisiteit, dit wil sê die liggaam se vermoë om druk te weerstaan. Hierdie eienskap en digtheid bepaal hoe vinnig 'n klankgolf voortplant. In metale gebeur dit tien keer vinniger as in lug.
Wat bepaal die spoed van klankvoortplanting in staal
Om hierdie vraag te beantwoord, moet jy weet wat nog 'n rol in hierdie proses speel. Benewens elastisiteit, beïnvloed die rigting van die klankgolf die spoed van klank. Dit is longitudinaal en dwars. Die eerste divergeer in die rigting van die ossillerende beweging, en die tweede - daarteen. In vaste stowwe, anders as lug, kan klank in beide rigtings beweeg. Dit is interessant dat die spoed van 'n longitudinale golf by dieselfde ossillasiefrekwensie altyd hoër is as dié van 'n transversale golf. Die verskil is 'n paar sekondes.
Staalgrade verskil in koolstofinhoud (dit bepaal hardheid), in die aantal nie-metaalinsluitings, ens. Hier is nog 'n interessante feit. Dit blyk dat as ons een tipe van hierdie legering neem, die spoed van klank in staal konstant sal wees, aangesien dit afhang van elastisiteit. Dit is egter nie. Hierdie eienskap kenmerk die weerstand teen vervorming, wat anders kan wees: torsie, kompressie, buiging. Die tipe impak bepaal ook die spoed van klank. Dus, 'n longitudinale golf divergeer saamvlekvrye staal teen 'n spoed van 5 800 m/s, kompressiegolf - 5 000 m/s, skuif- en torsiegolf - 3 100 m/s.
