Quería saber que, en virtud de campo de sonido aplicado las moléculas del medio oscilan con algunos de velocidad en la dirección de propagación del sonido. Es esta velocidad de la misma como la velocidad del sonido en ese medio? Estoy interesado en un medio líquido.
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Fabrice NEYRET
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No puede ser, por la celeridad de la "vibración" de líquido paquetes / grupos de moléculas (por volumen o las ondas de superficie) también depende de la amplitud de la onda. Por otra parte $c_\phi = \omega/k$ ( e $c_g = \partial\omega/\partial k$ si dispersivo) mientras que el más rápido de parcelas en el más rápido del momento del ciclo se mueven a $A\omega$, sin una dependencia de k.
Ahora en la verdadera escala molecular, incluso sin los sonidos de onda, la agitación térmica de las moléculas (no las parcelas), hace una distribución de una velocidad de alrededor de 0 (si no hay movimiento de la tierra como el viento... o las ondas de sonido :-) ) con una magnitud con un pico alrededor de el orden de magnitud de las ondas de sonido, al menos para el gas perfecto. Pero es una amplia distribución (responsable de muchos de los efectos macroscópicos, por ejemplo, la evaporación/condensación, etc).
Farcher
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906
Estoy interesado en un medio líquido.
La respuesta es probablemente no, porque la velocidad del sonido en la mayoría de los líquidos disminuye al aumentar la temperatura y, sin embargo, las moléculas en un líquido tendría más energía cinética si el aumento de la temperatura. Fuente: Kaye & Laby Propiedades de sonido en líquidos
Como siempre el agua es anómala y muestra un aumento en la velocidad de llegar a un máximo de alrededor de 75 $^\circ$C. Kaye & Laby sugieren la siguiente razón ", principalmente debido a la dependencia de la temperatura de la compresibilidad adiabática de la molécula de agua en sí mismo"
freude
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840
Puedo profundizar en esta cuestión con respectos a los sólidos cristalinos. Generalmente los átomos en los sólidos poseen muchos de los posibles modos de vibración. La información de todos ellos se recogen en el fonón espectro (ver Fig. a continuación).
Esas vibraciones no son oscilaciones de los átomos individuales, pero la correlación de movimiento. Los átomos pueden vibrar en transversal o longitudinal instrucciones relativas a la dirección de la propagación de la onda. Estas vibraciones corresponden a la óptica y acústica de los fonones, respectivamente. Sin embargo, las ondas sonoras son ondas longitudinales sólo. Por lo tanto, de las muchas posibles colectiva de las oscilaciones de los átomos, sólo algunos de ellos son responsables de la propagación del sonido.
Greg Lyons
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187
No. Para acústica lineal, la velocidad del sonido, $c$, está dada por $$c^{2} = \left(\frac{\partial \rho}{\partial p}\right)_{\!s} \, ,$$ and therefore is related to the thermodynamic equation of state. (The subscript $s$ indicates constant entropy.) This is the speed at which the wave propagates through the medium. A typical value for water, for example, is $c \aprox 1500 \; \mathrm{ m/s}$.
La amplitud de la velocidad de vibración de las moléculas que se conoce como la velocidad de las partículas, $v$. Para una onda plana, la velocidad de las partículas es proporcional a la presión acústica $p$ $$v = \frac{p}{\rho c}.$$ The denominator, $\rho c$, is called the characteristic impedance. Again for water, $\rho \aprox 1000 \; \mathrm{ kg/m^{3} }$, so $\rho c \aprox 1.5 \times 10^{6} \; \mathrm{ kg / (m^{2} \, s )}$. A modest acoustic pressure of 1 Pa would then have an associated particle velocity of $v \aprox 6.7 \times 10^{-7} \; \mathrm{ m/s }$- Muy diferente de la velocidad del sonido!
Usted puede consultar el Capítulo 1 de la Acústica por Allan Pierce para derivaciones y los detalles.
