Âm thanh xuất hiện do sự truyền sóng từ một vật dao động. Các vật thể rắn, cụ thể là kim loại và hợp kim của chúng, không khí, nước - tất cả đều là phương tiện truyền thông. Chúng có thể tạo ra âm thanh.
Nhiều người ngạc nhiên trước tình huống tàu khuất tầm nhìn vẫn không thể nghe thấy, nếu áp tai vào thanh ray thép sẽ thấy rõ tiếng bánh xe. Rõ ràng, lý do là tốc độ âm thanh trong thép và không khí khác nhau. Vấn đề này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong bài viết.
Sóng âm truyền trong chất rắn như thế nào
Hãy xem xét vật lý của quá trình này. Âm thanh trong thép, cũng như trong chất rắn nói chung, không truyền theo cách giống như trong chất khí và chất lỏng. Điều này được giải thích bởi sự khác biệt trong cấu trúc của các chất. Các nguyên tử của một vật rắn liên kết với nhau bằng lực điện vô hình. Chúng cùng nhau tạo thành một mạng tinh thể. Các liên kết hoạt động giống như lò xo. Nếu mộtmột số nguyên tử di chuyển, sau đó những nguyên tử khác di chuyển theo nó.
Âm thanh trong chất rắn được tạo ra bởi dao động của các hạt và sự lan truyền của chúng dọc theo mạng tinh thể. Hơn nữa, chuyển động của các nguyên tử đều có trật tự, có cùng tần số và hướng. Quá trình này có thể xảy ra do tính đàn hồi, tức là khả năng cơ thể chống lại áp lực. Tính chất và mật độ này xác định tốc độ truyền của sóng âm. Trong kim loại, điều này xảy ra nhanh hơn mười lần so với trong không khí.
Điều gì quyết định tốc độ truyền âm trong thép
Để trả lời câu hỏi này, bạn cần biết những gì khác đóng vai trò trong quá trình này. Ngoài tính đàn hồi, hướng của sóng âm ảnh hưởng đến tốc độ âm thanh. Nó là dọc và ngang. Đầu tiên phân kỳ theo hướng của chuyển động dao động và thứ hai - ngược lại với nó. Trong chất rắn, không giống như không khí, âm thanh có thể truyền theo cả hai hướng. Điều thú vị là tốc độ của sóng dọc ở cùng tần số dao động luôn lớn hơn tốc độ của sóng ngang. Sự khác biệt là một vài giây.
Các loại thép khác nhau về hàm lượng cacbon (nó quyết định độ cứng), về số lượng tạp chất phi kim loại, v.v. Đây là một sự thật thú vị khác. Có vẻ như nếu chúng ta lấy một loại hợp kim này, thì tốc độ âm thanh trong thép sẽ không đổi, vì nó phụ thuộc vào độ đàn hồi. Tuy nhiên, không phải vậy. Tính chất này đặc trưng cho khả năng chống biến dạng, có thể khác nhau: xoắn, nén, uốn. Loại tác động cũng quyết định tốc độ của âm thanh. Do đó, sóng dọc phân kỳ dọc theothép không gỉ ở tốc độ 5.800 m / s, sóng nén - 5.000 m / s, sóng cắt và xoắn - 3.100 m / s.
