Le son apparaît en raison de la propagation d'une onde à partir d'un corps oscillant. Les objets solides, en particulier les métaux et leurs alliages, l'air, l'eau - tous ces éléments sont des médias. Ils peuvent produire du son.
Beaucoup sont surpris par la situation où le train est toujours hors de vue et ne peut être entendu, et si vous mettez votre oreille sur les rails en acier, le bruit des roues sera distinct. De toute évidence, la raison en est la vitesse différente du son dans l'acier et dans l'air. Ce problème sera abordé plus en détail dans l'article.
Comment une onde sonore se propage dans les solides
Considérons la physique du processus. Le son dans l'acier, ainsi que dans les solides en général, ne se propage pas de la même manière que dans les gaz et les liquides. Cela s'explique par des différences dans la structure des substances. Les atomes d'un corps solide sont reliés entre eux par des forces électriques invisibles. Ensemble, ils forment un réseau cristallin. Les liens agissent comme des ressorts. Si uncertains atomes bougent, puis d'autres bougent avec lui.
Le son dans un solide est créé par les vibrations des particules et leur propagation le long du réseau cristallin. De plus, les mouvements des atomes sont ordonnés, ont la même fréquence et la même direction. Le processus devient possible grâce à l'élasticité, c'est-à-dire la capacité du corps à résister à la pression. Cette propriété et cette densité déterminent la vitesse à laquelle une onde sonore se propage. Dans les métaux, cela se produit dix fois plus vite que dans l'air.
Qu'est-ce qui détermine la vitesse de propagation du son dans l'acier
Pour répondre à cette question, vous devez savoir ce qui joue un rôle dans ce processus. En plus de l'élasticité, la direction de l'onde sonore affecte la vitesse du son. Elle est longitudinale et transversale. Le premier diverge dans le sens du mouvement oscillatoire, et le second - contre lui. Dans les solides, contrairement à l'air, le son peut voyager dans les deux sens. Il est intéressant de noter que la vitesse d'une onde longitudinale à la même fréquence d'oscillation est toujours supérieure à celle d'une onde transversale. La différence est de quelques secondes.
Les nuances d'acier diffèrent par leur teneur en carbone (cela détermine la dureté), par le nombre d'inclusions non métalliques, etc. Voici un autre fait intéressant. Il semble que si nous prenons un type de cet alliage, la vitesse du son dans l'acier sera constante, car elle dépend de l'élasticité. Cependant, ce n'est pas le cas. Cette propriété caractérise la résistance à la déformation, qui peut être différente: torsion, compression, flexion. Le type d'impact détermine également la vitesse du son. Ainsi, une onde longitudinale diverge le longacier inoxydable à une vitesse de 5 800 m/s, onde de compression - 5 000 m/s, onde de cisaillement et de torsion - 3 100 m/s.
