Hat jemand jemals darüber nachgedacht, wie Schall unsere Ohren erreicht? Warum, wenn wir in der Ferne ein Feuerwerk sehen, hören wir das Geräusch manchmal erst, nachdem das Feuerwerk erloschen ist? In diesem Artikel werden wir Schallwellen diskutieren.
Schall ist eine Art Longitudinalwelle, die aus der Schwingung eines Objekts resultiert. Longitudinalwellen sind Wellen, deren Ausbreitungsrichtung parallel zur Schwingungsrichtung ist. Schauen Sie sich die Abbildung unten an.
Wenn jemand auf die Trommel schlägt, vibriert und zieht sich die Oberfläche der Trommel zusammen und streckt die Luftsäule. Die vibrierenden Luftmoleküle breiten sich in verschiedene Richtungen aus. Angedockte Luftmoleküle erzeugen einen hohen Druck, während gedehnte Moleküle einen niedrigen Druck erzeugen. Wellen mit hohem und niedrigem Druck bewegen sich abwechselnd in der Luft. Diese Wellen werden vom menschlichen Ohr aufgenommen, damit wir den Klang hören können.
(Lesen Sie auch: Was sind die Eigenschaften von Wellen?)
Schallwellen sind in mechanischen Wellen enthalten, für deren Ausbreitung ein Medium erforderlich ist. Das Medium dieser Wellenausbreitung kann fest, flüssig oder gasförmig sein. Daher können sich Schallwellen nicht im Vakuum ausbreiten, beispielsweise im Weltraum.
Schallwellen haben eine begrenzte Ausbreitungsgeschwindigkeit. Wenn wir also in der Ferne ein Feuerwerk sehen, sehen wir zuerst das Feuerwerk und dann das Geräusch des Ausbruchs. Lichtwellen haben die höchste Geschwindigkeit, die wir bisher kennen, und Schallwellen können nicht mithalten, geschweige denn sie übertreffen.
Die Geschwindigkeit der Schallwellen hängt vom Ausbreitungsmedium ab. Schall, der sich durch Feststoffe bewegt, bewegt sich schneller als Gase. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit dieser Wellen nimmt auch mit zunehmender Temperatur des Mediums zu.
Um die Geschwindigkeit der Schallausbreitung basierend auf dem Medium zu berechnen, können wir die folgenden Formeln verwenden.
Geräusche verbreiten sich schnell in Festkörpern
Y = Elastizitätsmodul von Young
ρ = Dichte des Feststoffs
Geräusche verbreiten sich schnell in Festkörpern
B = Volumenmodul der Flüssigkeit
ρ = Dichte der Flüssigkeit
Schnelle kriechende Geräusche im Gas
γ = Gaskonstante
R = allgemeine Gaskonstante (8,31 J / mol K)
T = Absolute Temperatur des Gases
M = relative Molekularmasse des Gases
