Lätt material bär ljudvibrationer bättre än täta, tunga föremål. Ett materials elasticitet eller "fjädrighet" är också viktigt för att överföra ljud: mindre elastiska ämnen som hårt skum och papper är mer benägna att absorbera ljud än att bära det. De bästa materialen för att bära ljudvågor inkluderar vissa metaller som aluminium och hårda ämnen som diamant.
Speed of Sound Formula
Formeln för ljudets hastighet i olika egenskaper är avgörande för att förstå varför vissa egenskaper bära ljud bättre. Hastigheten för en ljudvåg är lika med kvadratroten av den elastiska egenskapen dividerad med objektets densitet. Med andra ord, ju mindre tätt ett objekt är, desto snabbare ljud reser, och ju mer elastiskt det är, desto snabbare ljud reser. Ett objekt kommer därför att leda långsammare om det inte är väldigt elastiskt och är mycket tätt.
Ljud i aluminium |
Ljudet reser med en av de snabbaste hastigheterna genom aluminium, med 6 320 meter per sekund. Detta beror på att aluminium inte är särskilt tätt - vilket betyder att det har liten massa i en viss volym - och är extremt elastiskt och kan förändra form lätt. Observera att ett materials elasticitet tenderar att variera mer än dess densitet och därför anses vara viktigare för att förstå ljudets hastighet genom det givna materialet.
Ljud i koppar.
Den näst snabbaste hastigheten för ljudet är 4.600 meter per sekund i koppar. Med sin elasticitet och därmed förmågan att vibrera på plats lätt, reser ljudet snabbt igenom. Men det är mycket tätare än aluminium, vilket förklarar varför det är nästan två tredjedelar långsammare än aluminium.
Icke-fasta ämnen
Ljudet reser mycket långsammare men gas och vätskor eftersom molekylerna i var och en inte är lika styva som de i ett fast ämne, vilket minskar elasticiteten hos varje ämne avsevärt. Vid normal rumstemperatur och tryck är ljudets hastighet 343 meter per sekund, eller cirka 20 gånger långsammare än i aluminium. En mätning som påverkar hastigheten är temperaturen - desto varmare något är, desto snabbare ljud rör sig genom det eftersom det ökar hastigheten på molekylerna. Till exempel är ljudet 12 meter per sekund snabbare i 40 grader än 20 grader.
