เสียงปรากฏขึ้นเนื่องจากการแพร่กระจายของคลื่นจากตัวสั่น วัตถุที่เป็นของแข็ง โดยเฉพาะ โลหะและโลหะผสม อากาศ น้ำ ทั้งหมดนี้เป็นสื่อ พวกมันอาจสร้างเสียงได้
หลายคนประหลาดใจกับสถานการณ์ที่รถไฟยังมองไม่เห็นและไม่ได้ยิน และถ้าคุณเอาหูแนบรางเหล็ก เสียงของล้อจะแตกต่างออกไป เห็นได้ชัดว่าเหตุผลก็คือความเร็วของเสียงในเหล็กและอากาศต่างกัน ปัญหานี้จะมีการกล่าวถึงในรายละเอียดเพิ่มเติมในบทความ
คลื่นเสียงแพร่กระจายในของแข็งอย่างไร
มาดูฟิสิกส์ของกระบวนการกัน เสียงในเหล็ก เช่นเดียวกับในของแข็งโดยทั่วไป ไม่ได้แพร่กระจายในลักษณะเดียวกับในก๊าซและของเหลว สิ่งนี้อธิบายได้จากความแตกต่างในโครงสร้างของสาร อะตอมของวัตถุที่เป็นของแข็งเชื่อมต่อกันด้วยแรงไฟฟ้าที่มองไม่เห็น พวกเขารวมกันเป็นผลึกขัดแตะ ลิงค์ทำหน้าที่เหมือนสปริง ถ้าอะตอมบางตัวเคลื่อนที่ อะตอมบางตัวเคลื่อนที่ด้วย
เสียงในของแข็งเกิดจากการสั่นของอนุภาคและการแพร่กระจายไปตามโครงผลึก นอกจากนี้ การเคลื่อนที่ของอะตอมยังได้รับคำสั่งให้มีความถี่และทิศทางเดียวกัน กระบวนการนี้เป็นไปได้เนื่องจากความยืดหยุ่น กล่าวคือ ความสามารถของร่างกายในการต้านทานแรงกด คุณสมบัติและความหนาแน่นนี้เป็นตัวกำหนดความเร็วของคลื่นเสียงที่แพร่กระจาย สำหรับโลหะ สิ่งนี้เกิดขึ้นเร็วกว่าในอากาศสิบเท่า
อะไรกำหนดความเร็วของการแพร่กระจายเสียงในเหล็ก
ในการตอบคำถามนี้ คุณต้องรู้ว่ามีสิ่งใดที่มีบทบาทในกระบวนการนี้ นอกจากความยืดหยุ่นแล้ว ทิศทางของคลื่นเสียงยังส่งผลต่อความเร็วของเสียงอีกด้วย เป็นแนวยาวและแนวขวาง ครั้งแรกแตกต่างไปในทิศทางของการเคลื่อนที่แบบสั่นและครั้งที่สอง - กับมัน ในของแข็งเสียงสามารถเดินทางได้ทั้งสองทิศทางไม่เหมือนกับอากาศ เป็นที่น่าสนใจว่าความเร็วของคลื่นตามยาวที่ความถี่การสั่นเดียวกันนั้นสูงกว่าความเร็วของคลื่นตามขวางเสมอ ความแตกต่างคือไม่กี่วินาที
เกรดเหล็กมีปริมาณคาร์บอนต่างกัน (เป็นตัวกำหนดความแข็ง) ในจำนวนของการรวมที่ไม่ใช่โลหะ ฯลฯ นี่เป็นข้อเท็จจริงที่น่าสนใจอีกประการหนึ่ง ดูเหมือนว่าถ้าเราใช้โลหะผสมชนิดนี้ความเร็วของเสียงในเหล็กจะคงที่เนื่องจากขึ้นอยู่กับความยืดหยุ่น อย่างไรก็ตามมันไม่ใช่ คุณสมบัตินี้แสดงถึงความต้านทานต่อการเสียรูป ซึ่งสามารถแตกต่างกันได้: แรงบิด แรงอัด การดัดงอ ประเภทของผลกระทบยังกำหนดความเร็วของเสียง ดังนั้น คลื่นตามยาวจะเคลื่อนตัวไปตามเหล็กกล้าไร้สนิมที่ความเร็ว 5,800 m/s คลื่นบีบอัด - 5,000 m/s คลื่นเฉือนและบิด - 3,100 m/s