* 材料特性: Youngのモジュラス (剛性の尺度)および密度 固形物の音速に大きな影響を与えます。一般に、より硬い材料と密度の高い材料は、音速が高くなります。
* 振動モード: 固体の音は、縦方向(圧縮波)や横方向(せん断波)など、さまざまなモードで移動できます。各モードの速度は異なるため、特定の波長に対して異なる周波数があります。
* 固体の形状とサイズ: オブジェクトのジオメトリは、共鳴周波数(オブジェクトが容易に振動する自然周波数)に影響を与える可能性があります。
ここに故障があります:
* 縦波: これらは、材料の圧縮と膨張を通過します。固体の縦波の速度は、次のように与えられます。
* v =√(e/ρ)
*ここで、 v 速度は e です ヤングモジュラスであり、ρです 密度です。
* 横波: これらはせん断、または波の伝播の方向に垂直な材料粒子のシフトを通過します。横波の速度は次のように与えられます。
* v =√(g/ρ)
*ここで、 g せん断弾性率であり、ρです 密度です。
音の周波数(f)は速度(v)と波長(λ)に関連しています:
* f =v/λ
したがって、固体の音の頻度は、材料特性、振動のモード、および音波の特定の波長によって決定されます。
例:
*鋼の弾性率と密度が高いため、音はゴムよりも鋼の方が速く移動します。
*長くて薄い鋼鉄の棒は、異なる形状のため、短い厚い鋼鉄の棒とは異なる共鳴周波数を持ちます。
注:
*「固体中の音の周波数」の概念は、固体が複数の振動モードをサポートできるため、空気中の音の頻度ほど単純ではありません。
*特定のアプリケーションの場合、特定の材料特性と目的の振動モードを考慮する必要があります。