Ձայնը առաջանում է տատանվող մարմնից ալիքի տարածման շնորհիվ։ Պինդ առարկաները, մասնավորապես, մետաղները և դրանց համաձուլվածքները, օդը, ջուրը, այս ամենը կրիչներ են: Նրանք կարող են ձայն արտադրել։
Շատերը զարմացած են իրավիճակից, երբ գնացքը դեռ տեսադաշտից դուրս է և չի լսվում, և եթե ականջդ դնես պողպատե ռելսերին, անիվների ձայնը հստակ կլինի: Ակնհայտ է, որ պատճառը պողպատի և օդի ձայնի տարբեր արագությունն է։ Այս հարցը ավելի մանրամասն կքննարկվի հոդվածում։
Ինչպես է ձայնային ալիքը տարածվում պինդ մարմիններում
Եկեք դիտարկենք գործընթացի ֆիզիկան: Պողպատի, ինչպես նաև ընդհանուր առմամբ պինդ մարմինների մեջ ձայնը չի տարածվում այնպես, ինչպես գազերում և հեղուկներում: Դա բացատրվում է նյութերի կառուցվածքի տարբերություններով։ Պինդ մարմնի ատոմները փոխկապակցված են անտեսանելի էլեկտրական ուժերով։ Նրանք միասին կազմում են բյուրեղյա վանդակ: Հղումները գործում են որպես զսպանակներ: Եթեորոշ ատոմներ շարժվում են, հետո մյուսները շարժվում են նրա հետ։
Ձայնը պինդ մարմիններում առաջանում է մասնիկների թրթռումներից և բյուրեղային ցանցի երկայնքով դրանց տարածումից: Ընդ որում, ատոմների շարժումները դասավորված են, ունեն նույն հաճախականությունն ու ուղղությունը։ Գործընթացը հնարավոր է դառնում առաձգականության, այսինքն՝ մարմնի ճնշմանը դիմակայելու ունակության շնորհիվ։ Այս հատկությունը և խտությունը որոշում են, թե որքան արագ է տարածվում ձայնային ալիքը: Մետաղներում դա տեղի է ունենում տասն անգամ ավելի արագ, քան օդում։
Ինչն է որոշում պողպատում ձայնի տարածման արագությունը
Այս հարցին պատասխանելու համար դուք պետք է իմանաք, թե էլ ինչ դեր է խաղում այս գործընթացում: Բացի առաձգականությունից, ձայնային ալիքի ուղղությունը ազդում է ձայնի արագության վրա: Այն երկայնական է և լայնակի։ Առաջինը շեղվում է տատանողական շարժման ուղղությամբ, իսկ երկրորդը՝ դրա դեմ։ Պինդ մարմիններում, ի տարբերություն օդի, ձայնը կարող է շարժվել երկու ուղղություններով: Հետաքրքիր է, որ տատանումների նույն հաճախականությամբ երկայնական ալիքի արագությունը միշտ ավելի մեծ է, քան լայնակիը։ Տարբերությունը մի քանի վայրկյան է։
Պողպատի դասերը տարբերվում են ածխածնի պարունակությամբ (այն որոշում է կարծրությունը), ոչ մետաղական ներդիրների քանակով և այլն։ Ահա ևս մեկ հետաքրքիր փաստ։ Թվում է, որ եթե վերցնենք այս համաձուլվածքի մեկ տեսակ, ապա պողպատում ձայնի արագությունը հաստատուն կլինի, քանի որ դա կախված է առաձգականությունից։ Այնուամենայնիվ, դա այդպես չէ: Այս հատկությունը բնութագրում է դեֆորմացիայի դիմադրությունը, որը կարող է տարբեր լինել՝ ոլորում, սեղմում, կռում։ Ազդեցության տեսակը նաև որոշում է ձայնի արագությունը։ Այսպիսով, երկայնական ալիքը շեղվում է երկայնքովչժանգոտվող պողպատ 5800 մ/վ արագությամբ, սեղմման ալիք՝ 5000 մ/վ, կտրող և ոլորող ալիք՝ 3100 մ/վ։
