élasticité et Densité de la vitesse d’une onde

La vitesse d’une onde est déterminée , dans une large mesure , par la densité et l’élasticité du fluide à travers laquelle l’onde se déplace . L’importance relative de ces deux facteurs peut varier considérablement en fonction de la substance , mais il ya quelques concepts clés qui peuvent aider à expliquer le comportement de l’énergie des vagues . Élasticité dans les solides

La vitesse d’une onde qui se déplace à travers les matériaux solides est en partie déterminée par l’élasticité du solide . L’élasticité d’un solide est déterminée par la quantité de sa forme change quand il est placé sous le stress . De matières solides avec une élasticité élevée , comme le caoutchouc , changer grandement sous pression et de la vitesse des ondes sonores au travers de ces types de matériaux est beaucoup plus lente. Solides à faible élasticité , tels que l’acier , conservent leur forme et les vagues sont en mesure de voyager à des vitesses plus élevées .
Densité dans les solides

La vitesse d’une onde à travers un solide est également déterminée par la densité du solide . La densité est simplement la masse globale du matériau par unité de volume . Par conséquent, les matières solides qui sont faits de grosses molécules ont tendance à avoir une plus grande densité ou masse volumique . Solides denses sont beaucoup plus difficiles pour les ondes de voyager à travers et il en sera de ralentir la vitesse de l’onde .

Gaz

gaz à haute densité , telles que xénon , les vagues ralentissent tandis que les gaz plus légers tels que l’hélium et de l’hydrogène , permettent vagues de voyager à des vitesses plus élevées . Gaz sont très élastiques , de sorte que la densité est le facteur plus important dans la détermination vitesse de l’onde . Toutefois, la densité du gaz n’affecte pas l’onde sonore tant que le gaz existe à une température constante . Dans ce cas, la température du gaz détermine la vitesse de l’onde . L’énergie des vagues est transmis en faisant molécules de se déplacer et transférer ce mouvement de molécules adjacentes . La température détermine comment les molécules rapides se déplacent avant la vague arriver . À une température plus élevée , les molécules seront déjà déplacent beaucoup, donc moins d’énergie seront nécessaires pour transférer l’énergie des vagues et l’onde ira plus vite . A des températures inférieures , le contraire est vrai . Si la température est en fluctuation constante , alors la densité entre en jeu lorsque la température n’est pas assez cohérent pour déterminer la vitesse de l’onde .

Humidité

Les molécules d’eau sont moins élastique que les molécules de gaz . C’est parce que les atomes dans les molécules d’eau sont plus fortement attirés les uns aux autres que les atomes dans les molécules de gaz . Lorsqu’une force agit sur l’eau , les molécules sont déplacées , mais reviennent à leur position précédente plus rapidement que les molécules de gaz . Comme l’énergie des vagues est transmis par des molécules en mouvement , les molécules plus tôt retournent à leurs positions , plus vite ils peuvent être déplacés à nouveau et la vague peuvent se déplacer plus rapidement . Lorsque l’air est humide , il est plein de molécules d’eau et des vagues voyager plus rapidement .
Ambiance

des températures plus élevées , les ondes voyagent plus vite parce que moins d’énergie est nécessaire pour provoquent des molécules de se déplacer . À haute altitude , l’air est beaucoup plus froid afin ondes se propagent ensuite plus lente , un phénomène appelé le gradient vitesse du son . Dans la stratosphère, la vitesse des ondes augmente à nouveau en tant que couche d’ozone chaud , qui se trouve adjacente à la stratosophere , réchauffe l’ air . Dans ce cas , ni l’élasticité , ni la densité est le facteur déterminant dans la détermination de la vitesse de l’onde .