Deeltjessnelheid

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

De deeltjessnelheid is de snelheid van deeltjes (moleculen) in een bepaald (gasvormig) medium, ten gevolge van een drukverandering.

Een akoestische golf (geluid) wordt in de akoestiek over het algemeen gezien als een drukgolf. Echter, deze beschrijving is niet geheel volledig. Een akoestische golf bestaat namelijk uit een drukgolf en bijbehorende deeltjessnelheid.

Als we nu kijken naar het effect dat optreedt bij het bewegen van geluid (golven) door de ruimte, dan zien we in principe dat er zich een longitudinale golf van druk voortbeweegt. Vanuit één vast punt in de ruimte gezien verandert de druk ter plaatse dan evenredig met de geluidsgolven. De akoestische druk kan worden gezien als een tijdelijk toe- dan wel afnemen van het aantal deeltjes in een volume. Om het aantal deeltjes in een bepaald volume te doen toenemen, moeten deeltjes het gebied binnenstromen; er vindt dus beweging van deeltjes plaats. De deeltjessnelheid die hier uit af te leiden is valt te associëren met de beweging van deze deeltjes. Bij het voorbij komen van bijvoorbeeld een akoestische drukgolf bewegen deeltjes dan heen en weer in de ruimte (ze 'oscilleren' om hun uitgangspositie), maar ze 'stromen' niet. Dit zal alleen plaatsvinden als er bijvoorbeeld een wind zich door het medium beweegt (Is in principe ook het verplaatsen van deeltjes tussen verschillende drukgebieden). Als de geluidsgolven voorbij zijn zal de ruimte zich weer stabiliseren in zijn uitgangspositie.

Bijvoorbeeld: Als een gebied A met een hoge druk, grenst aan gebied B met een lage druk, zal gebied A meer deeltjes per inhoud bevatten dan gebied B. Veronderstel nu dat de twee gebieden 'ompolen'; drukgebied A krijgt nu lage druk en vice versa, dan zal er een deeltjesstroom plaatsvinden van gebied A naar gebied B. De snelheid waarmee de deeltjes zich dan verplaatsen hangt af van de grootte van het drukverschil, en noemen we de deeltjessnelheid.


L_v = 20\, \log_{10}\left(\frac{v_1}{v_0}\right) \mathrm{dB}

v_0 = 5.0 \times 10^{-8} \mathrm{\frac{m}{s}}