Някой замислял ли се е как звукът достига до ушите ни? Защо, ако виждаме фойерверки в далечината, понякога чуваме звука едва след угасването на фойерверките? В тази статия ще обсъдим звуковите вълни.
Звукът е вид надлъжна вълна, която е резултат от вибрациите на обект. Надлъжните вълни са вълни, чиято посока на разпространение е успоредна на посоката на вибрацията. Вижте илюстрацията по-долу.
Когато някой удари барабана, повърхността на барабана ще вибрира и ще се стегне, както и ще разтегне въздушната колона. Вибриращите молекули на въздуха ще се разпространяват в различни посоки. Молекулите на въздуха, които са скачени, ще произвеждат високо налягане, докато разтегнатите молекули произвеждат ниско налягане. Вълните с високо и ниско налягане ще се движат последователно във въздуха. Тези вълни ще бъдат уловени от човешкото ухо, за да можем да чуем звука.
(Прочетете също: Какви са свойствата на вълните?)
Звуковите вълни са включени в механичните вълни, които изискват среда за разпространение. Средата на разпространението на тази вълна може да бъде твърда, течна или газова. Следователно звуковите вълни не могат да се разпространяват във вакуум, например в космоса.
Звуковите вълни имат ограничена скорост на разпространение. Следователно, когато виждаме фойерверки в далечината, първо виждаме светлината на фойерверките, а след това звука на изригването. Светлинните вълни имат най-високата скорост, която познаваме досега и звуковите вълни не могат да съвпадат, камо ли да ги надвишават.
Скоростта на звуковите вълни зависи от средата на разпространение. Звукът, пътуващ през твърди тела, се движи по-бързо от газовете. Скоростта на разпространение на тези вълни също се увеличава с повишаването на температурата на средата.
За да изчислим скоростта на разпространение на звука въз основа на средата, можем да използваме следните формули.
Звуците се разпространяват бързо в твърдо вещество
Y = модул на Юнг от твърдо вещество
ρ = плътност на твърдото вещество
Звуците се разпространяват бързо в твърдо вещество
B = модул за насипни течности
ρ = плътност на течността
Бързи пълзящи звуци в газта
γ = газова константа
R = обща газова константа (8,31 J / mol K)
T = абсолютна температура на газа
M = Относителна молекулна маса на газа
