elasticiteit & Dichtheid van de snelheid van een Golf

De snelheid van een golf wordt bepaald , grotendeels door de dichtheid en elasticiteit van het medium waardoor de golf zich . Het relatieve belang van deze twee factoren kunnen sterk variëren, afhankelijk van de stof , maar er zijn een paar belangrijke concepten die kunnen helpen verklaren van het gedrag van golfenergie . Elasticiteit in Solids

De snelheid van een golf die door vaste stoffen wordt mede bepaald door de elasticiteit van de vaste stof . De elasticiteit van een vaste stof wordt bepaald door hoeveel zijn vorm verandert wanneer het onder spanning wordt geplaatst . Vaste stoffen met een hoge elasticiteit , zoals rubber , verandert sterk onder druk en de snelheid van geluidsgolven door dergelijke materialen veel trager . Vaste stoffen met een lage elasticiteit , zoals staal , behouden hun vorm en de golven zijn in staat om te reizen bij hogere snelheden.
Dichtheid in Solids

De snelheid van een golf via een vaste stof wordt ook bepaald door de dichtheid van de vaste stof . Dichtheid is gewoon de totale massa van het materiaal per volume . Daarom vaste stoffen die bestaan ​​uit grote moleculen vaak grotere dichtheid , of massa per volume hebben . Dichte vaste stoffen zijn veel moeilijker voor golven om te reizen via en zo zal vertragen de snelheid van de golf .
Gassen

Gassen met een hoge dichtheid , zoals xenon , trage golven omlaag terwijl lichtere gassen zoals helium en waterstof , laat golven om te reizen op hogere snelheden . Gassen zijn zeer elastisch , zodat de dichtheid is de belangrijkste factor bij het bepalen golfsnelheid . Echter, de dichtheid van het gas geen invloed op de geluidsgolf zolang het gas bestaat bij een constante temperatuur . In dit geval is de temperatuur van het gas bepaalt de snelheid van de golf . Golfenergie wordt uitgezonden veroorzaakt moleculen bewegen en geven dat beweging aangrenzende moleculen. Temperatuur bepaalt hoe snel moleculen bewegen voorafgaand aan de golf aankomen . Bij een hogere temperatuur , zullen de moleculen reeds bewegen veel , zodat minder energie nodig om golfenergie dragen en de golf sneller reizen . Bij lagere temperaturen , het tegendeel is waar . Als de temperatuur constant fluctueert dan de dichtheid in het spel komt de temperatuur niet consistent genoeg om de snelheid van de golf te bepalen .
Vochtigheid

Watermoleculen minder elastischer dan gasmoleculen . Dit is omdat de atomen in watermoleculen sterker tot elkaar dan de atomen in gasmoleculen . Wanneer een kracht inwerkt op het water , worden de moleculen verplaatst , maar sneller dan gasmoleculen terugkeren naar hun vorige positie . Zoals golfenergie door bewegende moleculen wordt overgedragen , hoe eerder moleculen terugkeren naar hun posities , hoe eerder ze kunnen worden weer bewogen en de golf kan sneller reizen . Wanneer de lucht is vochtig , het is vol van watermoleculen en golven reizen sneller .
Sfeer

Bij hogere temperaturen , golven sneller reizen omdat er minder energie nodig is om veroorzaken moleculen bewegen . Op grote hoogte is de lucht veel kouder dus golven vervolgens reist langzamer , een fenomeen genaamd het geluid snel verloop. In de stratosfeer , de snelheid van de golven weer toeneemt als de warme ozonlaag die tegen de stratosophere ligt , verwarmt de lucht . In dit geval , noch elasticiteit noch dichtheid is het de bepalende factor bij het bepalen van de snelheid van de golf .