La vitesse d'une onde est déterminée, dans une large mesure, par la densité et l'élasticité du milieu à travers laquelle l'onde se déplace. L'importance relative de ces deux facteurs peut varier considérablement en fonction de la substance, mais il y a quelques concepts clés qui peuvent aider à expliquer le comportement de l'énergie des vagues.
Élasticité dans des solides
La vitesse d'une onde qui se déplace à travers des matériaux solides est en partie déterminée par l'élasticité du solide. L'élasticité d'un solide est déterminée par la quantité de sa forme change quand il est placé sous contrainte. De solides avec une élasticité élevée, comme le caoutchouc, le changement fortement sous pression et la vitesse des ondes sonores à travers ces types de matériaux est beaucoup plus lent. Solides avec une faible élasticité, tels que l'acier, conservent leur forme et les vagues sont en mesure de se déplacer à des vitesses plus élevées.
Densité en substances solides
La vitesse d'une onde à travers un solide est également déterminée par la densité du solide. La densité est simplement la masse totale du matériau par volume. Par conséquent, les solides qui sont faits de grosses molécules ont tendance à avoir une plus grande densité ou masse volumique. solides denses sont beaucoup plus difficiles pour les vagues de voyager à travers et ainsi va ralentir la vitesse de l'onde.
Des gaz
Les gaz à haute densité, tels que le xénon, les vagues ralentissent alors que les gaz plus légers, tels que l'hélium et de l'hydrogène, permettent des vagues de voyager à des vitesses plus élevées. Les gaz sont très élastiques, de sorte que la densité est le facteur le plus important dans la détermination de la vitesse des ondes. Toutefois, la densité du gaz ne modifie pas l'onde sonore tant que le gaz existe à une température constante. Dans ce cas, la température du gaz détermine la vitesse de l'onde. L'énergie des vagues est transmise en provoquant des molécules de se déplacer et transférer ce mouvement à des molécules adjacentes. La température détermine comment les molécules se déplacent rapidement avant la vague arriver. A une température plus élevée, les molécules seront déjà déplacent beaucoup, donc moins d'énergie sera nécessaire pour transférer l'énergie des vagues et la vague se rendra plus rapide. A des températures plus basses, le contraire est vrai. Si la température fluctue constamment, alors la densité entre en jeu que la température ne soit pas assez cohérent pour déterminer la vitesse de l'onde.
Humidité
Les molécules d'eau sont moins élastiques que les molécules de gaz. En effet, les atomes dans les molécules d'eau sont plus fortement attirés les uns aux autres que les atomes dans les molécules de gaz. Lorsqu'une force agit sur l'eau, les molécules sont déplacées, mais reviennent à leur position précédente plus rapidement que les molécules de gaz. Comme l'énergie des vagues est transmise par des molécules en mouvement, les molécules plus tôt retournent à leurs positions, plus vite ils peuvent être déplacés à nouveau et la vague peuvent voyager plus vite. Lorsque l'air est humide, il est plein de molécules d'eau et les vagues voyagent plus rapidement.
Atmosphère
A des températures plus élevées, les ondes se déplacent plus rapidement parce que moins d'énergie est nécessaire pour provoquer des molécules de se déplacer. À haute altitude, l'air est beaucoup plus froid de sorte ondes se propagent ensuite plus lente, un phénomène appelé le gradient vitesse du son. Dans la stratosphère, la vitesse des ondes augmente à nouveau la couche d'ozone chaud, qui se trouve adjacente à la stratosophere, réchauffe l'air. Dans ce cas, ni l'élasticité ni la densité est le facteur déterminant dans la détermination de la vitesse de l'onde.