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  • 1 # 使用者329122765553

    聲音在介質中的傳播依靠的是介質中粒子的碰撞,當碰撞的方向越容易與聲波傳播方向一致時,速度就越快。在氣體液體固體中,這粒子一般是分子或者原子(在後面為了方便統稱分子)。氣體液體固體三種物態,最基本的區別是分子的平均自由程,或者說被束縛的程度不同,也可以說是平均間距不同。氣體中的分子無規則運動的自由程大,就是說在下一次碰撞之前跑的距離遠,也就是等待下一次碰撞的時間長,這樣機械波的傳播自然耗費更長的時間。而液體的平均自由程要小得多,分子只被固定在某一個小的區域進行振動,下一次碰撞所需的時間短,如此機械波傳播的速度就快一些。固體比液體的平均自由程更小,所以傳播更快。所以說從宏觀上來看,一般的按照密度而言,固體>液體>氣體,所以會出現這種情況。但也不是絕對的,故以密度來區分聲速並不是十分正確,例如水和冰。但眾所周知冰的密度比水小。經過實驗我們已經知道,溫度對聲速的傳播也有很大貢獻,一般同種介質溫度升高聲速變快,當然這可以用溫度升高,分子振動速度加快來解釋。除此之外還有材料的問題,形狀、摻雜等都能改變其傳播聲音的速度。所以聲音傳播的速度,和介質中的分子之間相互作用有很大的關係,如果介質中分子相互作用很強,那麼傳播的速度就比較快,相反的,如果比較弱,即便密度比較大,聲音傳播的速度也不會很高。(例如鐵和鉛)

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