Ses, Farklı Ortamlarda Hangi Hızlarda Hareket Eder?
Image by EzumeImages / iStock
Bir kaynak titreştiğinde, etrafındaki ortamı oluşturan parçacıkların da titreşmesine neden olur. Ses dalgaları mekanik bir dalga olduğu için bu şekilde yayılır. Yani, bir parçacık komşu parçacıklara titreşimin enerjisini aktararak ses dalgasını yaymış olur. Ancak, ses dalgaları maddelerden geçmez, sadece enerji iletilir. Bu nedenle, sesin yayılma hızı, içinde yayıldığı ortamın yoğunluğuna bağlıdır; yani ortamı oluşturan parçacıkların ne kadar sıkı bağlı olduklarına göre değişir. Örneğin, havada ses saatte 1.192 kilometre hızla hareket ederken, bilinen en sert doğal malzeme olan elmasın içinde saatte 43.200 kilometre hızla hareket edebilir.
Yakın zamanda bilim insanları, sesin ulaşabileceği maksimum hızın teorik olarak hesaplanabileceğini keşfettiler. Buna göre, sesin ulaşabileceği maksimum hız saatte 129.600 kilometre yani saniyede 36 kilometredir.
Sesin Ulaşabileceği Maksimum Hız Nasıl Hesaplandı?
Bilim insanları, “ince yapı sabiti” olarak adlandırdıkları bir sabit ile protonun kütlesinin elektronun kütlesine oranına dayanarak sesin katı atomik hidrojen içindeki hızını hesapladılar. Sonuçta, teorik hesaplamalarla elde edilen maksimum hızın, gerçek hayatta katı atomik hidrojen içindeki ses hızına çok yakın olduğu bulundu.
Katı Atomik Hidrojen ve Süper İletkenlik
Katı atomik hidrojen, son derece yoğun bir maddedir ve süper iletkenlik gösterebilir. Bu madde, çok yüksek basınç altında oluşabilir ve Jüpiter gibi gaz devi gezegenlerin çekirdeklerinde de bulunabilir.
Özetle
Bilim insanları, sesin farklı ortamlarda farklı hızlarda hareket ettiğini keşfettiler. Ses dalgaları, titreşim enerjisiyle yayılan mekanik dalgalar olduğu için, yayılma hızları içinde yayıldığı ortamın yoğunluğuna bağlıdır. Son zamanlarda yapılan teorik hesaplamalar, sesin ulaşabileceği maksimum hızın saniyede 36 kilometre yani saatte 129.600 kilometre olduğunu gösterdi. Bu hesaplamalara dayanarak, bilim insanları “ince yapı sabiti” ve protonun kütlesinin elektronun kütlesine oranından yararlandılar. Ayrıca, katı atomik hidrojenin çok yoğun bir madde olduğunu ve süper iletkenlik özelliği gösterebildiğini belirttiler. Bu madde, uzayda bulunan gaz devi gezegenlerin çekirdeklerinde de oluşabilir.
Kaynaklar:
- Trachenko, K. ve ark., “Speed of sound from fundamental physical constants“, Science Advances, Cilt 6, Sayı 41, 2020.
- https://www.newscientist.com/article/2256743-physicists-have-discovered-the-ultimate-speed-limit-of-sound/