Hva forholdene tillater Sound å reise raskere?
Lydhastigheten i luft er normalt ca 343 meter per sekund, men det er bare sant i luft ved standard atmosfærisk trykk. I andre medier og under andre forhold, kan lyden reise raskere (eller saktere) enn det normalt ville. Et vanlig eksempel er havet, der lyden kan reise raskere enn det gjør i luften.
Nature of Sound
Lyder er mekaniske bølger som forplanter seg gjennom væsker, gasser og faste stoffer. I motsetning til elektromagnetisk stråling, kan en lydbølge ikke reise gjennom tomrom. Energien i en lydbølge overføres ved kollisjoner mellom molekyler; disse luftmolekyler, men beveger seg frem og tilbake, slik at lyden bølge overføringer energi, men ingen rolle. Den frem-og-tilbake bevegelse eller forskyvning av molekylene ligger i samme retning som lyden er på reise; denne type av bølge som kalles en longitudinal bølge.
Lyd i Gasser
Lydens hastighet i gasser varierer med trykk; jo høyere trykk, jo raskere gassen reiser. Dette forhold gjenspeiler seg i ligningen for lydhastigheten i en gass, hastighet = kvadratroten av (konstant x trykk / densitet), hvor konstanten avhenger av gassen. Monoatomic gasser som helium har en høyere konstant enn do diatomiske gasser, som har en høyere konstant enn polyatomic gasser. Følgelig vil høyere atmosfærisk trykk føre lyden til å reise raskere, så vil redusert tetthet eller erstatte luften med en monoatomic gass som helium.
Speed of Sound i Liquids
Faste stoffer og væsker er langt mindre komprimerbar enn gasser, men lydbølger kan forplante seg gjennom disse materialene også, imidlertid, og faktisk lydbølger i havet reise raskere enn lyden i luft. Noen marine pattedyr som Blåhval eller Knølhval dra nytte av dette fenomenet til å kommunisere. Lydens hastighet i en væske er beskrevet ved ligningen hastighet = kvadratroten av (B / tetthet), hvor B måler en materialets stivhet, eller i hvilken grad den motstår å bli komprimert. Under anvendelse av et mindre tett materiale eller en "stivere" vil øke lydens hastighet gjennom et medium.
Speed of Sound i Solids
Måten lydbølger i faste stoffer er komplisert, selv om en enkel måte for å visualisere det er ved å forestille alle atomene eller molekylene i det faste stoff som små kuler bundet til hverandre med fjærer. Etter hvert som bølgen beveger seg gjennom det faste stoff, hvert atom / molekyl hurtig svinger frem og tilbake, avvekslende strekking og sammentrykking av "fjærer" og overføring av bølgeenergien til sine naboer. Ligningen for lydhastigheten i faste stoffer er den samme som for lydhastigheten i væsker, slik at de samme typer betraktninger gjelder. Økt "stivhet" eller redusert tetthet vil tillate lyd til å reise raskere.