एक दोलनशील पिंड से एक तरंग के प्रसार के कारण ध्वनि प्रकट होती है। ठोस वस्तुएँ, विशेष रूप से, धातुएँ और उनकी मिश्रधातुएँ, वायु, जल - ये सभी माध्यम हैं। वे ध्वनि उत्पन्न कर सकते हैं।
कई लोग उस स्थिति से हैरान हैं जब ट्रेन अभी भी दृष्टि से बाहर है और सुना नहीं जा सकता है, और यदि आप अपना कान स्टील की रेल पर लगाते हैं, तो पहियों की आवाज़ अलग होगी। जाहिर है, इसका कारण स्टील और हवा में ध्वनि की अलग-अलग गति है। इस मुद्दे पर लेख में अधिक विस्तार से चर्चा की जाएगी।
एक ध्वनि तरंग ठोस पदार्थों में कैसे फैलती है
आइए प्रक्रिया की भौतिकी पर विचार करें। स्टील में ध्वनि, साथ ही साथ सामान्य रूप से ठोस में, गैसों और तरल पदार्थों की तरह ही नहीं फैलता है। यह पदार्थों की संरचना में अंतर द्वारा समझाया गया है। एक ठोस शरीर के परमाणु अदृश्य विद्युत बलों द्वारा परस्पर जुड़े होते हैं। साथ में वे एक क्रिस्टल जाली बनाते हैं। लिंक स्प्रिंग्स की तरह काम करते हैं। यदि एककुछ परमाणु गति करते हैं, फिर अन्य उसके साथ चलते हैं।
एक ठोस में ध्वनि कणों के कंपन और क्रिस्टल जाली के साथ उनके प्रसार द्वारा निर्मित होती है। इसके अलावा, परमाणुओं के आंदोलनों का आदेश दिया जाता है, समान आवृत्ति और दिशा होती है। लोच के कारण प्रक्रिया संभव हो जाती है, यानी दबाव का विरोध करने के लिए शरीर की क्षमता। यह गुण और घनत्व यह निर्धारित करता है कि ध्वनि तरंग कितनी तेजी से फैलती है। धातुओं में, यह हवा की तुलना में दस गुना तेज होता है।
स्टील में ध्वनि प्रसार की गति क्या निर्धारित करती है
इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, आपको यह जानना होगा कि इस प्रक्रिया में और क्या भूमिका निभाता है। लोच के अलावा, ध्वनि तरंग की दिशा ध्वनि की गति को प्रभावित करती है। यह अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ है। पहला दोलन गति की दिशा में विचलन करता है, और दूसरा - इसके विपरीत। ठोस पदार्थों में, हवा के विपरीत, ध्वनि दोनों दिशाओं में यात्रा कर सकती है। यह दिलचस्प है कि एक ही दोलन आवृत्ति पर एक अनुदैर्ध्य तरंग की गति हमेशा अनुप्रस्थ तरंग की गति से अधिक होती है। अंतर कुछ सेकंड का है।
स्टील ग्रेड कार्बन सामग्री में भिन्न होते हैं (यह कठोरता को निर्धारित करता है), गैर-धातु समावेशन की संख्या में, आदि। यहां एक और दिलचस्प तथ्य है। ऐसा लगता है कि अगर हम इस मिश्र धातु का एक प्रकार लेते हैं, तो स्टील में ध्वनि की गति स्थिर रहेगी, क्योंकि यह लोच पर निर्भर करती है। हालाँकि, ऐसा नहीं है। यह संपत्ति विरूपण के प्रतिरोध की विशेषता है, जो भिन्न हो सकती है: मरोड़, संपीड़न, झुकना। प्रभाव का प्रकार ध्वनि की गति को भी निर्धारित करता है। इस प्रकार, एक अनुदैर्ध्य तरंग साथ-साथ विचलन करती हैस्टेनलेस स्टील 5,800 m/s की गति से, संपीड़न तरंग - 5,000 m/s, कतरनी और मरोड़ तरंग – 3,100 m/s.
