为什么声音在固体中的传播速度最快?

如题所述

声音传播需要介质,并且介质密度越大,它传播的速度越快,因为固体的密度最大,所以声音在固体中传播比在液体中快。

声音在介质中的传播依靠的是介质中粒子的碰撞,当碰撞的方向越容易与声波传播方向一致时,速度就越快。

在气体液体固体中,这粒子一般是分子或者原子(在后面为了方便统称分子)。气体液体固体三种物态,最基本的区别是分子的平均自由程,或者说被束缚的程度不同,也可以说是平均间距不同。气体中的分子无规则运动的自由程大,就是说在下一次碰撞之前跑的距离远,也就是等待下一次碰撞的时间长,这样机械波的传播自然耗费更长的时间。而液体的平均自由程要小得多,分子只被固定在某一个小的区域进行振动,下一次碰撞所需的时间短,如此机械波传播的速度就快一些。固体比液体的平均自由程更小,所以传播更快。

所以说从宏观上来看,一般的按照密度而言,固体>液体>气体,所以会出现这种情况。但也不是绝对的,故以密度来区分声速并不是十分正确,例如水和冰。但众所周知冰的密度比水小。
经过实验我们已经知道,温度对声速的传播也有很大贡献,一般同种介质温度升高声速变快,当然这可以用温度升高,分子振动速度加快来解释。除此之外还有材料的问题,形状、掺杂等都能改变其传播声音的速度。
所以声音传播的速度,和介质中的分子之间相互作用有很大的关系,如果介质中分子相互作用很强,那么传播的速度就比较快,相反的,如果比较弱,即便密度比较大,声音传播的速度也不会很高。(例如铁和铅)

参考资料

知乎https://www.zhihu.com/question/20017668?sort=created

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2020-04-26
声音是一种波,波的传动需要考物质分子振动来传播,分子间紧凑些,传递的就快些,固体的分子间隙比气体小,所以传播的快。同理,在高空空气稀薄,声音传播速度也慢些。
第2个回答  2020-04-26
声音传播的实质是振动的传导,振动的传导需要分子(这也是为什么真空不能传声的原因)
固体的分子密度
远比比液体气体密集,传递振动即传递声音自然就快。
第3个回答  2019-11-14
第4个回答  2019-12-19
相似回答