Millised materjalid kannavad helilaineid kõige paremini?

Posted on
Autor: Robert Simon
Loomise Kuupäev: 18 Juunis 2021
Värskenduse Kuupäev: 15 November 2024
Anonim
Millised materjalid kannavad helilaineid kõige paremini? - Teadus
Millised materjalid kannavad helilaineid kõige paremini? - Teadus

Sisu

Kerged materjalid kannavad helivibratsiooni paremini kui tihedad, rasked esemed. Heli edastamiseks on oluline ka materjalide elastsus või "vedru": vähem elastsed ained, näiteks kõvad vahud ja paber, neelavad heli tõenäolisemalt kui seda kannavad. Parimateks materjalideks helilainete kandmiseks on mõned metallid, näiteks alumiinium, ja kõvad ained, näiteks teemant.


Helivormi kiirus

Heli kiiruse valem erinevates omadustes on ülioluline mõistmaks, miks teatud omadused heli paremini edastavad. Helilaine kiirus on võrdne elastse omaduse ruutjuure jagatud objekti tihedusega. Teisisõnu: mida vähem tihe objekt on, seda kiiremini heli liigub ja mida elastsem see on, seda kiiremini heli liigub. Seetõttu juhib objekt heli aeglasemalt, kui see pole eriti elastne ja väga tihe.

Heli alumiiniumist

Heli liigub alumiiniumi kaudu ühe kiiremini, kiirusega 6320 meetrit sekundis. Põhjus on see, et alumiinium ei ole eriti tihe - see tähendab, et sellel on antud mahus vähe massi - ning on äärmiselt elastne ja suudab hõlpsalt kuju muuta. Pange tähele, et materjali elastsus kipub kõikuma rohkem kui selle tihedus ja seetõttu peetakse seda olulisemaks heli kiiruse mõistmiseks antud materjalist.

Heli vases

Järgmine kiireim heli kiirus on vases 4600 meetrit sekundis. Tänu oma elastsusele ja seeläbi võimele kergesti paigal vibreerida, läbib heli kiiresti. Kuid see on palju tihedam kui alumiinium, mis selgitab, miks see on alumiiniumist ligi kaks kolmandikku aeglasem.


Mittetahked ained

Heli liikumine toimub gaasi ja vedelike kaudu palju aeglasemalt, kuna molekulid pole nii jäigad kui tahke aine molekulid, vähendades oluliselt iga aine elastsust. Normaalsel toatemperatuuril ja rõhul on heli kiirus 343 meetrit sekundis ehk umbes 20 korda aeglasem kui alumiiniumis. Üks mõõt, mis kiirust mõjutab, on temperatuur - mida kuumem on midagi, seda kiirem heli liigub sellest läbi, kuna see suurendab molekulide kiirust. Näiteks heli on 40 kraadi Celsiuse järgi 12 meetrit sekundis kiirem kui 20 kraadi Celsiuse järgi.