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Leichte Materialien tragen Schallschwingungen besser als dichte, schwere Gegenstände. Eine Materialelastizität oder "Elastizität" ist ebenfalls wichtig für die Schallübertragung: Weniger elastische Substanzen wie Hartschaum und Papier absorbieren Schall mit größerer Wahrscheinlichkeit als sie tragen. Zu den besten Materialien für die Übertragung von Schallwellen gehören einige Metalle wie Aluminium und harte Substanzen wie Diamant.
Formel für die Schallgeschwindigkeit
Die Formel für die Schallgeschwindigkeit in verschiedenen Eigenschaften ist entscheidend, um zu verstehen, warum bestimmte Eigenschaften den Schall besser transportieren. Die Geschwindigkeit einer Schallwelle ist gleich der Quadratwurzel der elastischen Eigenschaft geteilt durch die Dichte des Objekts. Mit anderen Worten, je weniger dicht ein Objekt ist, desto schneller breitet sich der Schall aus, und je elastischer er ist, desto schneller breitet sich der Schall aus. Ein Objekt leitet den Schall daher langsamer, wenn es nicht sehr elastisch und sehr dicht ist.
Sound in Aluminium
Mit einer Geschwindigkeit von 6.320 Metern pro Sekunde bewegt sich der Schall durch Aluminium mit einer der schnellsten. Dies liegt daran, dass Aluminium nicht besonders dicht ist - was bedeutet, dass es in einem bestimmten Volumen eine geringe Masse aufweist - und extrem elastisch ist und leicht seine Form ändern kann. Es ist zu beachten, dass die Elastizität eines Materials tendenziell stärker schwankt als seine Dichte und daher für das Verständnis der Schallgeschwindigkeit durch das gegebene Material als wichtiger erachtet wird.
Ton in Kupfer
Die nächstschnellste Schallgeschwindigkeit liegt bei 4.600 Metern pro Sekunde in Kupfer. Durch seine Elastizität und damit die Fähigkeit, leicht zu vibrieren, wird der Schall schnell durchgelassen. Es ist jedoch viel dichter als Aluminium, was erklärt, warum es fast zwei Drittel langsamer als Aluminium ist.
Feststoffe
Schall breitet sich in Gas und Flüssigkeiten viel langsamer aus, da die Moleküle in beiden Molekülen nicht so starr sind wie in einem Feststoff, was die Elastizität der einzelnen Substanzen erheblich verringert. Bei normaler Raumtemperatur und normalem Schalldruck beträgt die Schallgeschwindigkeit 343 Meter pro Sekunde oder ist etwa 20 Mal langsamer als bei Aluminium. Eine Messung, die sich auf die Geschwindigkeit auswirkt, ist die Temperatur. Je heißer etwas ist, desto schneller bewegt sich der Schall durch die Temperatur, da die Geschwindigkeit der Moleküle erhöht wird. Beispielsweise ist der Schall bei 40 Grad Celsius um 12 Meter pro Sekunde schneller als bei 20 Grad Celsius.