Elastizität & Dichte der Geschwindigkeit einer Welle

Die Geschwindigkeit einer Welle bestimmt ist, zu einem großen Teil von der Dichte und Elastizität des Mediums, durch welches die Welle läuft . Die relative Bedeutung dieser beiden Faktoren kann stark variieren je nach Substanz , aber es gibt ein paar wichtige Konzepte, die helfen können, erklären das Verhalten von Wellenenergie . Elastizität in Festkörpern

Die Geschwindigkeit einer Welle, die durch feste Materialien reist teilweise von der Elastizität der festen bestimmt. Die Elastizität eines Feststoffs , wie viel seine Form ändert, wenn es unter Spannung gesetzt wird bestimmt. Feststoffe mit hoher Elastizität , wie Gummi, stark verändern unter Druck und die Geschwindigkeit der Schallwellen durch diese Arten von Materialien ist viel langsamer . Feststoffe mit geringer Elastizität, wie Stahl, behalten ihre Form und Wellen sind in der Lage, bei höheren Drehzahlen fahren.
Dichte in Festkörpern

Die Geschwindigkeit einer Welle, die durch ein Feststoff wird auch durch die Dichte des Feststoffs bestimmt. Dichte ist einfach die Gesamtmasse des Materials pro Volumen . Deshalb Feststoffe, die von großen Molekülen gemacht werden, neigen zu größerer Dichte oder Masse pro Volumen haben. Dichtes Feststoffe sind viel schwieriger für Wellen durch Reisen und so wird die Geschwindigkeit der Welle zu verlangsamen.
Gase

Gase mit hoher Dichte , wie z. B. Xenon, langsame Wellen nach unten, während leichter Gase , wie Helium und Wasserstoff ermöglichen Wellen mit größeren Geschwindigkeiten fahren. Gase sind hochelastisch, so Dichte ist, desto wichtiger Faktor bei der Bestimmung Wellengeschwindigkeit . Allerdings ist die Dichte des Gases nicht auf die Schallwelle so lange das Gas bei einer konstanten Temperatur existiert. In diesem Fall wird die Temperatur des Gases bestimmt die Geschwindigkeit der Welle. Wellenenergie , indem Moleküle auf benachbarten Molekülen bewegen und übertragen diese Bewegung übertragen. Temperatur bestimmt, wie schnell Moleküle bewegen sich vor der Ankunft der Welle . Bei einer höheren Temperatur werden die Moleküle bereits bewegen viel , so dass weniger Energie wird benötigt, um Wellenenergie zu übertragen und die Welle wird schneller reisen. Bei niedrigeren Temperaturen ist das Gegenteil wahr. Wird die Temperatur ständig schwank , dann kommt Dichte ins Spiel als die Temperatur nicht konstant genug , um die Geschwindigkeit der Welle bestimmen.
Luftfeuchtigkeit

Wassermoleküle sind weniger elastischer als Gasmoleküle . Das ist, weil die Atome in Wassermoleküle stärker aneinander als die Atome im Gasmoleküle angezogen. Wenn eine Kraft auf Wasser wirkt , werden die Moleküle verdrängt aber wieder in ihre vorherige Position schneller als Gasmoleküle . Als Wellenenergie durch bewegte Moleküle übertragen , kehren die früher Moleküle , um ihre Positionen , desto eher können sie wieder bewegt werden und die Welle kann schneller fahren . Wenn die Luft feucht ist , ist es voll von Wassermolekülen und Wellen schneller .
Atmosphäre

Bei höheren Temperaturen Wellen schneller, weil weniger Energie wird benötigt, um verursachen Moleküle zu bewegen. In großen Höhen ist die Luft viel kälter so Wellen anschließend langsamer fahren , ein Phänomen, das Geräusch -Speed- Gradienten . In der Stratosphäre , die Geschwindigkeit der Wellen erhöht sich wieder , wie die warme Ozonschicht, die benachbart zu der stratosophere liegt , erwärmt die Luft. In diesem Fall ist weder die Dichte noch die Elastizität der entscheidende Faktor bei der Bestimmung der Geschwindigkeit der Welle .