Welche Bedeutung hat die Dichte eines Stoffes für die Schallausbreitung in Materie?

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2 Antworten

Die Schallgeschwindigkeit ist eine Funktion der Dichte ρ und des (adiabatischen) Kompressionsmoduls K
und berechnet sich so:

C = sqrt(K/ρ)

Wikipedia ( https://de.wikipedia.org/wiki/Schallgeschwindigkeit)

sqrt ist hier die Quadratwurzel. Das gilt allerdings nur in Flüssigkeit oder Idealen Gasen. Der Kompressionsmodul ist wiederum abhägig von Temperatur und Druck ( siehe Wikipedia Artikel dazu ). In Festkörpern wird das ganze nochmal um einiges komplizierter. Die Formeln dazu sind auch im Wikipedia Artikel zu finden.

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Eine ambivalente. Die Schallgeschwindigkeit erhöht sich mit zunehmender Steifigkeit des Materials, die man etwa mit der Federkonstanten einer Stahlfeder vergleichbar ist und auch die Eigenfrequenz eines mit dieser Feder ausgestatteten Oszillators erhöht.
Die Masse der einzelnen Teilchen, aus denen ein Stoff besteht, senkt die Schallgeschwindigkeit eher, wie die Masse an einem Federpendel.
Grob gesprochen, ist die Schallgeschwindigkeit umso geringer, je schwerer und damit auch träger die Teilchen sind und umso größer, je stärker sie untereinander wechselwirken.

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