Föreläsningen idag handlade mycket om luft som medium för ljud. Jag ska skriva om det senare. Men först lite om Exercise 18 av kapitel 19 i Hewitt, som handlar om att öppna en gaskran.
Om det sker på några meters avstånd, hör man gasets sus nästan omedelbart, men det dröjer innan man kan lukta det. Hewitts fråga är vad det säger oss om ljudhastigheten och molekylrörelserna i mediet som bär ljudvågorna.
Vad tycker ni att svaret är?
Prenumerera på:
Kommentarer till inlägget (Atom)
Att ljudvågornas hastighet är högre än hastigheten med vilken gasen breder ut sig i rummet?
SvaraRaderaMen... molekylerna har en fart som är typ 50 % högre än ljudhastigheten. Hur går det ihop?
SvaraRaderaDet tar ju tid innan gasmolekylernas koncentration i luften blir så stor att vi kan uppfatta den med vårt luktsinne - längre tid än det tar för ljudvågorna att nå fram.
SvaraRaderaFast en hund kanske skulle känna lukten lika fort som den hörde ljudet?
Kan det inte vara så här
SvaraRaderaI luften finns många olika gasmolekyler även om vi inte kan se de, Däremot kan vi känna av dessa molekyler när vi springer snabbt genom luften eller för någon kroppsdal igenom luften. Vi känner att det finns något som tar emot. Gasmolekyler i luften är ständigt i rörelse. Eftersom det finns väldigt många gasmolekyler i luften så kommer de väldigt ofta att krocka med varandra och ändra riktning. I och med detta tar lång tid för olika gasmolekyler att ta sig från en punkt till en annan. Däremot så kan gasmolekyler ganska lätt stöta emot en gasmolekyl som sedan stöter på en annan gasmolekyl som sedan….. och så vidare. Detta gör att ett ljud kan fortplanta sig mycket fortare än en gasmolekyl kan förflytta sig. Eftersom ljudet inte kräver någon permanent förflyttning av mediet som ljudet rör sig i.
Gasens rörelse i ett rum bör kunna liknas med ett stort rum fullt med människor. Det tar lång tid för en person att ta sig fram från den ena sidan av rummet till den andra sidan om personen måste krångla sig fram emellan alla. En ljudvåg i ett rum borde man kunna beskriva som en person som står i ena änden av ett fullt rum faller omkull och orsakar en dominoeffekt som gör att alla faller. Den här rörelsen kan färdas mycket snabbare från ena änden till den andra eftersom den inte kräver att några personer byter plats utan det räcker att de bara knuffar in i varandra.
oj blev ett långt inlägg...
Ja, det var en bra förklaring. Den fysikaliska termen för hur en gas sprider sig i en annan gas är diffusion. Spridningsavståndet vid diffusion är proportionellt mot roten ur tiden. Med andra ord: det tar fyra gånger så lång tid för gaskoncentrationen att sprida ut sig över ett två gånger så stort avstånd. Det beror på att det är slumpvandringar, med ständiga krockar efter typ varende 100 nm.
SvaraRaderaEn ljudvåg däremot fortskrider i en bestämd riktning, där molekylerna knuffas åt samma håll (överlagrad på slumprörelsen). Och det är som en domino-effekt.