Hvad er hyppigheden af ​​lyd i faste stoffer?

* Materielle egenskaber: Young's Modulus (et mål for stivhed) og densitet af det faste påvirker lydhastigheden markant. Stivere og tættere materialer har generelt højere lydhastigheder.

* vibrationsmåde: Lyd i faste stoffer kan rejse i forskellige tilstande, som langsgående (komprimeringsbølger) og tværgående (forskydningsbølger). Hver tilstand har en anden hastighed, og derfor en anden frekvens for en given bølgelængde.

* form og størrelse på det faste stof: Objektets geometri kan påvirke de resonansfrekvenser (naturlige frekvenser, hvor objektet let vibrerer).

Her er en sammenbrud:

* langsgående bølger: Disse rejser gennem komprimering og udvidelse af materialet. Hastigheden af ​​langsgående bølger i et fast stof er givet af:

* v =√ (e/ρ)

* Hvor v er hastigheden, e er Youngs modul og ρ er densitet.

* tværgående bølger: Disse rejser gennem forskydning eller skift af materielle partikler vinkelret på retningen for bølgeforplantning. Hastigheden af ​​tværgående bølger er givet af:

* v =√ (g/ρ)

* Hvor g er forskydningsmodulet og ρ er densitet.

Hyppigheden af ​​lyd (F) er relateret til hastigheden (V) og bølgelængde (λ) af:

* f =v/λ

Derfor bestemmes hyppigheden af ​​lyd i faste stoffer af materialegenskaberne, vibrationsmåden og den specifikke bølgelængde af lydbølgen.

Eksempler:

* Lyd bevæger sig hurtigere i stål end i gummi, fordi stål har en højere Youngs modul og densitet.

* En lang, tynd stålstang vil have forskellige resonansfrekvenser end en kort, tyk stålstang på grund af deres forskellige geometrier.

Bemærk:

* Begrebet "hyppighed af lyd i faste stoffer" er ikke så simpelt som hyppigheden af ​​lyd i luft, da faste stoffer kan understøtte flere vibrationsmetoder.

* For specifikke applikationer skal du overveje de specifikke materialegenskaber og den ønskede vibrationsmåde.