Ses, salınan bir cisimden gelen bir dalganın yayılması nedeniyle ortaya çıkar. Katı nesneler, özellikle metaller ve alaşımları, hava, su - bunların hepsi ortamdır. Ses üretebilirler.
Trenin hala görüş alanı dışında olduğu ve işitilmeyeceği duruma birçok kişi şaşırır ve kulağınızı çelik raylara koyarsanız tekerleklerin sesi belirgin olacaktır. Açıktır ki nedeni, çelik ve havadaki ses hızının farklı olmasıdır. Bu konu makalede daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır.
Bir ses dalgası katılarda nasıl yayılır
Sürecin fiziğini ele alalım. Çelikte ve genel olarak katılarda ses, gazlarda ve sıvılarda olduğu gibi yayılmaz. Bu, maddelerin yapısındaki farklılıklar ile açıklanmaktadır. Katı bir cismin atomları, görünmez elektrik kuvvetleriyle birbirine bağlıdır. Birlikte kristal bir kafes oluştururlar. Bağlantılar yay gibi davranır. Eğer birbazı atomlar hareket eder, sonra diğerleri onunla birlikte hareket eder.
Bir katıdaki ses, parçacıkların titreşimleri ve kristal kafes boyunca yayılmasıyla oluşturulur. Ayrıca atomların hareketleri düzenlidir, aynı frekans ve yöne sahiptir. İşlem, elastikiyet, yani vücudun basınca direnme yeteneği nedeniyle mümkün olur. Bu özellik ve yoğunluk, bir ses dalgasının ne kadar hızlı yayılacağını belirler. Metallerde bu, havaya göre on kat daha hızlı gerçekleşir.
Çelikte ses yayılma hızını ne belirler
Bu soruyu yanıtlamak için, bu süreçte başka nelerin rol oynadığını bilmeniz gerekir. Esnekliğe ek olarak, ses dalgasının yönü de sesin hızını etkiler. Boyuna ve eninedir. Birincisi salınım hareketi yönünde ve ikincisi - ona karşı. Katılarda havanın aksine ses her iki yönde de hareket edebilir. Aynı salınım frekansında boyuna bir dalganın hızının her zaman enine olandan daha yüksek olması ilginçtir. Fark birkaç saniyedir.
Çelik kaliteleri, karbon içeriği (sertliği belirler), metalik olmayan inklüzyonların sayısı vb. bakımından farklılık gösterir. İşte başka bir ilginç gerçek. Görünüşe göre bu alaşımın bir türünü alırsak, esnekliğe bağlı olduğu için çelikteki ses hızı sabit olacaktır. Ancak öyle değil. Bu özellik, farklı olabilen deformasyona karşı direnci karakterize eder: burulma, sıkıştırma, bükülme. Darbenin türü de sesin hızını belirler. Böylece, boyuna bir dalga boyunca uzaklaşır.5.800 m/s hızda paslanmaz çelik, sıkıştırma dalgası - 5.000 m/s, kesme ve burulma dalgası - 3.100 m/s.
