¿Por qué las partículas de aire en una onda sonora longitudinal no abandonan su posición media?

Question

Las partículas de aire tienen un movimiento aleatorio en zigzag. Sin embargo, en una onda sonora longitudinal en el aire, las partículas vibran de un lado a otro alrededor de su posición media en la dirección de propagación de la onda sonora (es decir, las partículas de aire no se mueven junto con la onda).

La cuestión que se plantea es que si las partículas de aire muestran un movimiento aleatorio en zigzag en todo el espacio que pueden ocupar (según la teoría cinética de la materia), entonces ¿cómo y por qué las partículas de aire no abandonan su posición media en una onda sonora longitudinal? O ¿He entendido mal algún concepto?

Answer 1

¿He entendido mal algún concepto?

Visualizar lo que es una onda sonora a nivel molecular puede resultar difícil.

Se puede pensar que las moléculas de aire están bajo la influencia de fluctuaciones locales de presión (diferentes concentraciones de moléculas de aire) superpuestas a un movimiento aleatorio (térmico) y que a través de las fluctuaciones de presión se transfiere energía (y momento).

Por tanto, no hay transferencia neta de moléculas de aire debido a una onda sonora, sino más bien un aumento y una disminución de su concentración en una región que se promedia en un cambio cero.

No hay una molécula que oscile en torno a una posición media, sino la posición del centro de masa de un grupo de moléculas contenidas en un volumen muy pequeño y ese centro de masa oscilando en torno a una posición media, pero teniendo en cuenta que las moléculas contenidas en ese pequeño volumen cambian continuamente debido al movimiento aleatorio de las moléculas.