De snelheid waarmee geluid zich voortplant, hangt grotendeels af van het materiaaltype.
Geluidsgolven reizen bijvoorbeeld het snelst wanneer ze door vaste stoffen gaan en hebben de neiging om veel langzamer te reizen als ze door gassen en vloeistoffen gaan.
Dit is een zeer brede samenvatting omdat het niet alleen het soort materiaal is dat een verschil maakt voor de snelheid waarmee het geluid beweegt; de dichtheid, de elastische eigenschap en de temperatuur kunnen ook een impact hebben.
Dus, hoe snel reist geluid door verschillende stoffen? Laten we eens kijken!
Lucht bij 20 graden Celsius
Lucht bij 40 graden Celsius
Vaste Stoffen
De bovenstaande tabellen laten de geluidssnelheid in vloeibare, gasvormige en vaste stoffen zien, van langzaam naar snel.
Zoals je kunt zien, is er een enorm verschil in hoe hoge snelheid zich voortplant op basis van het materiaal, van 343 m/s door lucht tot 1.493 m/s door water, ongeveer 12.000 m/s door diamant.
Dus waarom reist geluid met verschillende snelheden, afhankelijk van de stof?
Wat Is Geluid?
Allereerst zullen we moeten weten wat geluid eigenlijk is om te begrijpen hoe het beweegt.
Audio is kinetische energie die door moleculen vibreert.
Als de moleculen dichter bij elkaar staan, kan het geluid zich gemakkelijk en snel tussen de moleculen verplaatsen.
Als de moleculen verder uit elkaar staan en minder stevig met elkaar verbonden zijn, is het moeilijker voor het geluid om zich voort te bewegen en als gevolg daarvan reist het geluid langzamer.
Dat is de reden dat de geluidssnelheid in vaste stoffen veel sneller is dan in gassen en vloeistoffen.
Maar elastische eigenschappen en temperatuur hebben ook invloed op de snelheid waarmee geluid zich voortplant.
Belangrijkste Factoren Die Van Invloed Zijn Op De Geluidssnelheid
De tabel laat duidelijk zien dat niet alleen of een stof vast of vloeibaar is, invloed heeft op de snelheid waarmee geluid zich erdoorheen kan verplaatsen.
Deze factoren hebben ook effect:
Dikte
Zoals we hierboven vermeldden, heeft de dichtheid van een object invloed op de snelheid waarmee geluid er doorheen kan reizen.
Hierdoor kan geluid zich sneller verplaatsen in gassen die dichter zijn. Als we waterstof als voorbeeld bekijken, is het dichter dan zuurstof en kan het geluid dus sneller reizen.
Elastische Eigenschappen
Dit verwijst in wezen naar de manier waarop de stof zijn vorm behoudt wanneer er kracht wordt gebruikt. Als het materiaal hoge elastische eigenschappen heeft, kan het snel terugkeren naar zijn normale vorm nadat er druk op is uitgeoefend.
Materialen met hogere elastische eigenschappen laten geluid gemakkelijker door hen heen reizen dan materialen met verminderde elastische eigenschappen.
Het is waarschijnlijker dat materialen met verminderde elastische eigenschappen het geluid absorberen in plaats van het te dragen.
Lood heeft bijvoorbeeld hoge elastische eigenschappen in vergelijking met rubber, waardoor het geluid aanzienlijk sneller kan reizen.
Dit hangt af van de materiaalgroep, aangezien gassen de neiging hebben om iets anders te reageren als het om temperatuur gaat.
We hebben gezegd dat geluid sneller reist wanneer atomen dichter bij elkaar staan, dus dat betekent zeker dat koudere gassen geluid sneller laten reizen dan warmere gassen, toch?
Hoewel benzine in theorie kouder is, brengt het atomen dichter bij elkaar, waardoor het geluid gemakkelijker en sneller kan reizen, maar een temperatuurstijging veroorzaakt verhoogde trillingen en deze beweging van de moleculen die optreedt in hetere gassen zorgt er echt voor dat geluid sneller kan reizen.
Dus wanneer de temperatuur hoog is in gassen, kan geluid sneller reizen.
Bij -1 graad Celsius reist geluid met 330,4 m/s, bij 21 graden Celsius reist geluid met 343,6 m/s en ook bij 45 graden Celsius reist geluid met 358 m/s.
Het geluid is sneller door de lucht gegaan, omdat de hogere temperatuur de trillingen van deze moleculen heeft verbeterd.
Geluidssnelheid In Gassen En Vloeistoffen
De snelheid van geluid dat door vloeistoffen en gassen gaat, is aanzienlijk langzamer dan de meeste vaste stoffen die we hebben geregistreerd.
Dat komt doordat de moleculen in vloeistoffen en gassen een stuk minder rigide zijn waardoor de elastische eigenschappen van die stoffen afnemen.
De moleculen in vloeistoffen staan verder uit elkaar dan in vaste stoffen, en de moleculen in gassen staan verder uit elkaar en dit is de reden waarom geluid moeite heeft om snel door deze materialen te reizen.
Materiaal Gebruiken Om Geluid Te Stoppen
Je leest dit misschien en bedenkt dat geluid zich sowieso niet zo mooi door de muren en muren van je huis lijkt te verplaatsen, maar dit komt door het feit dat de geluidsgolven meestal door de atmosfeer moeten reizen en vervolgens door de vaste substantie wat betekent dat een deel van het geluid al verloren is gegaan voordat het zelfs de deur / muur raakt.
Een deel van dit geluid zal waarschijnlijk ook via de atmosfeer in de ruimte worden teruggekaatst, maar als je denkt aan het geluid van iemand die op een deur klopt, reist het heel goed door de vaste stof.
Daarom kan het extreem krachtig zijn om een kajak of een hondenkooi geluiddicht te maken met een stof die het geluid niet goed laat reizen, aangezien het geluid al door de lucht moet reizen (wat moeilijk is) en dan zal het voldoen aan een materiaal dat het kan’ t reist goed door en het geluid wordt geabsorbeerd in plaats van doorgegeven.
Rubber Gebruiken Voor Geluidsabsorberend / Waterdicht Maken
Zoals je in de tabel kunt zien, reist geluid met 60 m/s door rubber.
Dit was de laagste waarde van de hele tabel en is de reden dat rubber wordt beschouwd als een van de beste geluiddempende materialen.
Het rubber absorbeert het grootste deel van het geluid in plaats van het te dragen, wat betekent dat er minder geluid langs het rubber wordt overgedragen.
Terwijl andere soorten stoffen niet effectief zijn in het verminderen van het geluid, omdat ze het geluid gemakkelijk en snel kunnen verplaatsen.
Overzicht Van Geluidssnelheid
De snelheid van het geluid kan sterk variëren, afhankelijk van de stof waar het doorheen reist.
Daarom is het zo belangrijk om meer te weten te komen over stoffen voordat u ze kiest voor een bepaalde taak, bijvoorbeeld geluidsisolatie of geluidsreductie.
De algemene eigenschappen van gassen, vloeistoffen en vaste stoffen helpen bij het bepalen van de geluidssnelheid, maar het zijn de specifieke dichtheid en elastische eigenschappen van het materiaal in kwestie die het geluid bepalen dat de snelheid kan verplaatsen.
Dat is de reden waarom we zo’n variant uit de tabel met vaste stoffen zien.
