Il suono appare a causa della propagazione di un'onda da un corpo oscillante. Gli oggetti solidi, in particolare i metalli e le loro leghe, l'aria, l'acqua: tutti questi sono mezzi. Possono produrre suoni.
Molti sono sorpresi dalla situazione in cui il treno è ancora fuori vista e non può essere sentito, e se metti l'orecchio sui binari d'acciaio, il suono delle ruote sarà distinto. Ovviamente il motivo è la diversa velocità del suono nell'acciaio e nell'aria. Questo problema sarà discusso più dettagliatamente nell'articolo.
Come si propaga un'onda sonora nei solidi
Consideriamo la fisica del processo. Il suono nell'acciaio, così come nei solidi in genere, non si propaga allo stesso modo dei gas e dei liquidi. Ciò è spiegato dalle differenze nella struttura delle sostanze. Gli atomi di un corpo solido sono interconnessi da forze elettriche invisibili. Insieme formano un reticolo cristallino. I collegamenti agiscono come molle. Se unalcuni atomi si muovono, poi altri si muovono con esso.
Il suono in un solido è creato dalle vibrazioni delle particelle e dalla loro propagazione lungo il reticolo cristallino. Inoltre, i movimenti degli atomi sono ordinati, hanno la stessa frequenza e direzione. Il processo diventa possibile grazie all'elasticità, cioè alla capacità del corpo di resistere alla pressione. Questa proprietà e densità determinano la velocità di propagazione di un'onda sonora. Nei metalli, questo accade dieci volte più velocemente che nell'aria.
Cosa determina la velocità di propagazione del suono nell'acciaio
Per rispondere a questa domanda, devi sapere cos' altro gioca un ruolo in questo processo. Oltre all'elasticità, la direzione dell'onda sonora influisce sulla velocità del suono. È longitudinale e trasversale. Il primo diverge nella direzione del movimento oscillatorio e il secondo contro di esso. Nei solidi, a differenza dell'aria, il suono può viaggiare in entrambe le direzioni. È interessante notare che la velocità di un'onda longitudinale alla stessa frequenza di oscillazione è sempre superiore a quella di una trasversale. La differenza è di pochi secondi.
I gradi di acciaio differiscono per il contenuto di carbonio (determina la durezza), per il numero di inclusioni non metalliche, ecc. Ecco un altro fatto interessante. Sembra che se prendiamo un tipo di questa lega, la velocità del suono nell'acciaio sarà costante, poiché dipende dall'elasticità. Tuttavia, non lo è. Questa proprietà caratterizza la resistenza alla deformazione, che può essere diversa: torsione, compressione, flessione. Il tipo di impatto determina anche la velocità del suono. Pertanto, un'onda longitudinale diverge lungoacciaio inossidabile alla velocità di 5.800 m/s, onda di compressione - 5.000 m/s, onda di taglio e torsione - 3.100 m/s.
