De geluidsverspreiding het komt altijd voor in een materieel medium, aangezien geluid een longitudinale golf is die de moleculen van het medium afwisselend comprimeert en uitzet. Kan worden verspreid via lucht, vloeistoffen en vaste stoffen.
Lucht is het meest voorkomende medium om geluid te verspreiden. De trilling geproduceerd door een geluidsbron, zoals een stem of een hoorn, wordt op zijn beurt in alle richtingen overgebracht naar de omringende luchtmoleculen en deze naar hun buren..
Deze verstoring veroorzaakt drukvariaties in de lucht, waardoor drukgolven ontstaan. Deze variaties worden verspreid en wanneer ze het trommelvlies bereiken, begint het te trillen en wordt het auditieve signaal geproduceerd..
Golven dragen energie met dezelfde snelheid als de storing. In lucht beweegt geluid zich bijvoorbeeld met een snelheid van ongeveer 343,2 m / s onder normale temperatuur- en drukomstandigheden. Deze snelheid is kenmerkend voor het medium, zoals we later zullen zien..
Artikel index
De voortplanting van geluid gebeurt in principe op twee manieren, de eerste is het geluid dat rechtstreeks afkomstig is van de bron die het voortbrengt. De tweede is door de geluidsgolven die worden weerkaatst door obstakels zoals de muren van de kamers, waardoor een weergalmend geluidsveld ontstaat..
Deze reflecties van geluidsgolven kunnen vele malen voorkomen en wat als geluid wordt geïnterpreteerd, is de akoestische druk die het resultaat is van het directe geluidsveld en het weerkaatsende veld..
In dit proces geven de geluidsgolven hun energie af aan het medium en verzwakken ze met de afstand totdat ze verdwijnen..
De snelheid waarmee geluid zich in verschillende media voortplant, is afhankelijk van hun eigenschappen. De meest relevante zijn dichtheid, elasticiteit, vochtigheid, zoutgehalte en temperatuur. Wanneer deze veranderen, verandert ook de geluidssnelheid.
De dichtheid van het medium is een maat voor zijn traagheid, wat een weerstand is tegen het passeren van de drukgolf. Een zeer dicht materiaal verzet zich aanvankelijk tegen de doorgang van geluid.
De elasticiteit van zijn kant geeft aan hoe gemakkelijk het medium zijn eigenschappen terugkrijgt als het eenmaal is verstoord. In een elastisch medium reizen geluidsgolven gemakkelijker dan in een rigide medium, omdat de moleculen meer geneigd zijn om keer op keer te trillen..
Er wordt een fysieke hoeveelheid genoemd modulus van samendrukbaarheid om te beschrijven hoe elastisch een medium is.
Over het algemeen plant geluid zich voort in een medium met een snelheid die wordt bepaald door:
Waar de elastische eigenschap de compressibiliteitsmodulus B is en de eigenschap y de dichtheid ρ:
Ten slotte is temperatuur een andere belangrijke factor wanneer geluid zich voortplant door een gas zoals lucht, het medium waardoor de meeste geluidsgolven zich voortplanten. Wanneer het ideale gasmodel wordt beschouwd, hangt het quotiënt B / ρ alleen af van de temperatuur T.
Op deze manier is de geluidssnelheid in lucht bij 0ºC 331 m / s, terwijl die bij 20 ºC 343 m / s is. Het verschil wordt verklaard doordat wanneer de temperatuur stijgt, de vibratietoestand van de luchtmoleculen ook stijgt, waardoor de doorgang van de storing wordt vergemakkelijkt..
Geluid is een mechanische golf die een materieel medium nodig heeft om zich voort te planten. Daarom is er geen manier om geluid in een vacuüm over te dragen, in tegenstelling tot elektromagnetische golven die dit zonder grote problemen kunnen doen..
Lucht is de meest voorkomende omgeving voor geluidsoverdracht, evenals andere gassen. Storingen worden overgedragen door botsingen tussen gasvormige moleculen, zodanig dat hoe hoger de dichtheid van het gas, hoe sneller het geluid zich voortbeweegt..
Zoals we eerder hebben gezegd, beïnvloedt temperatuur de voortplanting van geluid in gassen, aangezien wanneer het hoger is, botsingen tussen moleculen vaker voorkomen.
In lucht wordt de afhankelijkheid van de geluidssnelheid v van de temperatuur T in kelvin gegeven door:
Vaak wordt de temperatuur niet gelijkmatig verdeeld over een plaats, bijvoorbeeld een concertzaal. De warmere lucht bevindt zich dichter bij de vloer, terwijl het boven het publiek tot 5 ° C koeler kan zijn, wat de voortplanting van het geluid in de kamer beïnvloedt, aangezien het geluid sneller beweegt in de warmere gebieden.
Geluid reist sneller in vloeistoffen dan in gassen, en zelfs sneller in vaste stoffen. Bijvoorbeeld, in zoet water en zout water, beide bij een temperatuur van 25 ºC, is de geluidssnelheid respectievelijk 1493 m / s en 1533 m / s, ongeveer vier keer meer dan in lucht, ongeveer.
Het is gemakkelijk te controleren door je hoofd in het water te steken, waardoor het geluid van de bootmotoren veel beter is dan in de lucht.
Maar in vaste materialen zoals staal en glas kan het geluid oplopen tot 5920 m / s, daardoor geleiden ze geluid veel beter..
Geluidsgolven interfereren constructief of destructief, met andere woorden, ze overlappen elkaar. U kunt dit effect gemakkelijk ervaren met een eenvoudig experiment:
-1 paar luidsprekers zoals degene die u op desktopcomputers gebruikt.
-Mobiele telefoon waarop een golfgenerator-app is geïnstalleerd.
-Meetlint
Het experiment wordt uitgevoerd in een grote, open ruimte. Luidsprekers zijn naast elkaar geplaatst, 80 cm uit elkaar en identiek georiënteerd.
Nu zijn de luidsprekers verbonden met de telefoon en worden beide met gelijk volume ingeschakeld. In de generator wordt een specifieke frequentie geselecteerd, bijvoorbeeld 1000 Hz.
Dan moet je langs de lijn die de luidsprekers verbindt, maar met een afstand van ongeveer 3 m. Het valt direct op dat op sommige punten de intensiteit van het geluid op sommige punten toeneemt (constructieve interferentie) en op andere weer afneemt (destructieve interferentie).
Er wordt ook opgemerkt dat wanneer men op een equidistante afstand van de luidsprekers staat, dit altijd een plaats is van constructieve interferentie..
Deze ervaring, die de deelname van twee mensen vereist, dient om te verifiëren dat de objecten karakteristieke frequenties hebben.
2 identieke lege flessen.
Deelnemers moeten hun flessen rechtop en verticaal houden en op een afstand van ongeveer 2 m van elkaar staan. Een van de mensen blaast door de opening van de fles en zet de luchtstraal schuin aan, de ander houdt zijn fles verticaal naast het oor.
De luisteraar merkt meteen dat het geluid uit de eigen fles lijkt te komen, al wordt het originele geluid geproduceerd in de fles die de andere persoon blaast. Dit fenomeen wordt genoemd resonantie.
De ervaring kan worden herhaald als de fles van de persoon die blaast voor de helft met water wordt gevuld. In dit geval wordt het geluid ook opgenomen, maar hoger.
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.