Дыбыс тербелмелі денеден толқынның таралуына байланысты пайда болады. Қатты заттар, атап айтқанда, металдар мен олардың қорытпалары, ауа, су – бұлардың барлығы орталар. Олар дыбыс шығаруы мүмкін.
Пойыз әлі көрінбей, естілмейтін жағдайға таң қалды, ал егер құлағыңызды болат рельске тақасаңыз, доңғалақтардың дыбысы анық болады. Оның себебі болат пен ауадағы дыбыс жылдамдығының әртүрлі болуы екені анық. Бұл мәселе мақалада толығырақ талқыланады.
Дыбыс толқыны қатты денелерде қалай таралады
Процесс физикасын қарастырайық. Дыбыс болаттағы, сондай-ақ жалпы қатты денелердегі сияқты, газдар мен сұйықтардағыдай таралмайды. Бұл заттардың құрылысындағы айырмашылықтармен түсіндіріледі. Қатты дененің атомдары бір-бірімен көзге көрінбейтін электрлік күштермен байланысқан. Олар бірігіп кристалдық торды құрайды. Сілтемелер серіппелер сияқты әрекет етеді. Егер акейбір атомдар қозғалады, сосын басқалары онымен бірге қозғалады.
Қатты денедегі дыбыс бөлшектердің тербелісі және олардың кристалдық тор бойымен таралуы арқылы жасалады. Сонымен қатар, атомдардың қозғалыстары реттелген, бірдей жиілік пен бағытқа ие. Процесс икемділіктің, яғни дененің қысымға қарсы тұру қабілетінің арқасында мүмкін болады. Бұл қасиет пен тығыздық дыбыс толқынының қаншалықты жылдам таралатынын анықтайды. Металдарда бұл ауаға қарағанда он есе жылдам болады.
Болаттағы дыбыстың таралу жылдамдығын не анықтайды
Бұл сұраққа жауап беру үшін бұл процесте тағы не рөл атқаратынын білу керек. Серпімділіктен басқа, дыбыс толқынының бағыты дыбыс жылдамдығына әсер етеді. Ол бойлық және көлденең. Біріншісі тербелмелі қозғалыс бағыты бойынша, ал екіншісі - оған қарсы. Қатты денелерде ауадан айырмашылығы дыбыс екі бағытта тарай алады. Бір қызығы, бірдей тербеліс жиілігіндегі бойлық толқынның жылдамдығы көлденеңінен әрқашан жоғары болады. Айырмашылық бірнеше секунд.
Болат маркалары құрамындағы көміртегімен (қаттылықты анықтайды), металл емес қосындылардың санымен және т.б. ерекшеленеді. Тағы бір қызықты факт. Егер бұл қорытпаның бір түрін алсақ, онда болаттағы дыбыс жылдамдығы тұрақты болады, өйткені ол серпімділікке байланысты. Алайда олай емес. Бұл қасиет деформацияға төзімділікті сипаттайды, ол әртүрлі болуы мүмкін: бұралу, қысу, иілу. Соққы түрі дыбыс жылдамдығын да анықтайды. Осылайша бойлық толқын бойымен ауытқидыбаспайтын болат 5800 м/с жылдамдықта, қысу толқыны - 5000 м/с, ығысу және бұралу толқыны - 3100 м/с.
