媒質による音の伝わる速さについて疑問があります。

質問

ただいま受験勉強中なのですが、

音の伝わる媒質によって音の速さが変わってくると思うのですが、

固体＞液体＞気体

の順に音の伝わる速度が速いですよね。

ここで疑問に思ったのですが、

たとえば空気なら暖かいほうが寒いより音は速く伝わりますよね。
分子がよく動き振動しやすいからだと思うのですが、

この理屈からいうと気体の方が音が速く伝わるような気がするのです。

固体は分子同士ががっちりくっついています。

しかし固体が一番よく音が伝わるとなっています。。。

これはなぜなのでしょうか？

いろいろ調べたのですが、
この部分だけはなぜだかのっていないんです。

お詳しい方教えてくださいm(_ _)m

回答No.4

debukuro · ベストアンサー

波の伝播速度は媒質の密度が高いほど早い
ビー玉を並べて端の１個を動かしたときにその動きが伝播する早さを玉の間隔を色々に変えて実験してみれば分かる

回答No.5

91091

音の場合は、
√（Ｐ/ρ）に、（Ｐは圧力、ρは密度）
固体中の音（縦波）の場合は、
√（Ｅ/ρ）に、伝播速度は比例します。（Ｅはヤング率、ρは密度）

音の場合は、温度によるρの変化の割合が大きいため、気体の状態方程式によって、結局、
√（ＲＴ/μ）に、式が変形されるため、温度に比例することになります。すなわち、気体の場合は、分子の速度が、伝播速度に直結します。
固体の場合は、絶対的にＥが大きく（ρの大きさ以上に）、気体のように、状態方程式を適用できませんから、分子の速度がどうという問題ではなく、単に弾性率の問題で、伝播速度が速くなることになります。

お礼

みなさまよくわかり
イメージで理解できました。

ご丁寧にありがとうございました。

回答No.3

b_bb

専門じゃないので間違っているかもしれませんのであくまで参考意見に。

まず、振動が伝わるというのを簡単にするために、となりからの力が伝わるということによみかえます。(この仮定があってるかどうかはしりませんが、媒質の変位が伝わっていくと考えると、振動を起こす力が波の進行方向に伝わっているとみなせるのでは？とおもいます)

固体はがっちりつながっているので、左から右に押せば正確に右に力が伝わりますが、気体は全方向に動くことができるので、右に押したつもりでも右上に移動したりして力の伝わる量が減ってしまうと思います。

よって、力が伝わりやすい、ガッチリつながってる固体のほうが、振動も伝わりやすいといえるのではないでしょうか？
（空気おしても0.5ｍ先の人は感じないけど、その間が水、固体となると伝わることから力の伝わりやすさはわかると思います。）

さて、そうなると密度が大きければ大きいほど力が伝わりやすいので音速が早くなるように思えるわけですが、10個先の原子まで力が伝わる時間を同じとすると、密度が大きいほうが距離が小さくなるので音速が下がるってことになるからなのでしょうかねぇ・・・

言われてみれば不思議だ・・・

回答No.2

noname#58790

ここに書いてあった。　つ＾＿＾）つ
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9F%B3%E9%80%9F

俺、毎日３時間しか寝てねー。
土曜日にまとめて寝るからぅ。　ｆ＾○＾；

回答No.1

noname#58790

密度。