声速(为什么声音在铁中快速传播?)
奥托君
我们公寓的改建工程开始了。
爸爸
啊，白天很吵吧。
奥托君
我现在正在建设的地方离我的住宅很远，但听起来像是在附近建设!
爸爸
那是因为声音传播得很快。
奥托君
哎?声音不是1秒钟前进340米吗?
爸爸
那是声音在空气中传播的情况。
奥托君
除了空气以外也能传达声音吗?
爸爸
很久以前，我谈到了固体传播声音和空气传播声音。
奥托君
啊，是吗?混凝土等传播的声音被称为固体传播声音。
爸爸
是啊。当时可能没有解释，但声音传播的速度取决于空气，水和铁等介质。
奥托君
是吗。即使在游泳池中也可以听到声音，因此声音不仅可以在气体中传播，还可以在液体和固体中传播。介质传输的速度有多大不同?
爸爸
请看这张表。
奥托君
是吗?在水中是空气中的4到5倍!铁的话快14倍左右!为什么不同介质的声音传播速度不同?
爸爸
“体积模量”我不认为我听过这个词，但声音的速度是它的体积模量和密度，可以用这个公式表示。
① 表达式
奥托君
体积模量?
爸爸
空气被称为弹性体，当对物体施加外力时它会变形，并且当消除力时它会恢复其原始形状。因此，当施加均匀的压力时，它被轻微压缩并且变得小于原始体积。设压力为p,每1m 3的压缩体积为e, p/e为体积模量。
奥托君
这有点困难，但它是一个数字，通过施加力除以缩小的体积 (每1米3) 。水和铁也是弹性体吗?
爸爸
啊，可能难以想象。简而言之，体积模量意味着如果数字很大，弹性特性就会很强。如果施加相同的外力，变化的体积很小，或者需要更大的外力才能产生相同的体积变化，则体积模量变大。
奥托君
比较空气和铁，空气可以用较小的力引起体积变化，因此体积模量较小。
爸爸
没错。从公式 (1) 来看，就声速而言，分子的体积模量越大，弹性越强，声速越快。空气的体积模量是1.4×10 5 (Pa:帕斯卡)，铁是1.7×10 11 (Pa)，顺序是10 6不同。
奥托君
但是，声音的速度取决于分母密度。
爸爸
是啊。那么，比较一下密度吧。空气密度为1.2 kg/m 3，铁为7860 kg/m 3，因此约为6500倍。
从 (1) 方程来看，密度是分母，但随着介质密度的增加，声速变慢，但正如我所说，它与体积模量有关，因此，水是4~5倍，铁，这意味着声速快14倍。
从 (1) 方程来看，密度是分母，但随着介质密度的增加，声速变慢，但正如我所说，它与体积模量有关，因此，水是4~5倍，铁，这意味着声速快14倍。
奥托君
是吗。所以施工的声音听起来就像是在那里施工。