Schallgeschwindigkeit bei Al größer als Stahl.... WARUM?

brownsugagirl · Newbie Anmeldungsdatum: 17.03.2007 Beiträge: 1

Hi,

Schön dass es Euch gibt und freue mich auf Antworten auf diese evtl simple Frage:

Stahl hat eine höhere Dichte als Aluminium. Dennoch ist die Schallgeschwindigkeit bei Al größer als bei Stahl.... warum?
hat es was damit zu tun das Al metallische Bindung macht, also in einem Al-Kristall Valenzelektronen ungebunden vorliegen?

Vielen dank für eure Antworten

Oldy · Full Member Anmeldungsdatum: 11.01.2007 Beiträge: 496

Es verhält sich genau anders herum: Je höher die Dichte desto niedriger ist die Schallgeschwindigkeit.
Aber die Dichte ist nicht die einzige Einflussgröße: auch E-Modul und Querkontraktionszahl spielen eine Rolle. Der bei Al niedrigere E-Modul würde den Einfluss der geringeren Dichte mehr als kompensieren, aber die Querkontraktionszahl ist bei Al höher (0,33 statt 0,27..0,3).

Siehe bei Wiki unter Schallgeschwindigkeit:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schallgeschwindigkeit

Steinbrunn · Full Member Anmeldungsdatum: 27.02.2007 Beiträge: 384

Hi,
Beide liegen als metallische Gitter vor, mit im Gitterverband frei beweglichen Elektronen (sog. Elektronengas).
Tatsache: Aluminium hat eine bessere elektrische Leitfähigkeit, also eine "Elektronengas" höherer Dichte.
Jetzt kommt ein konditionelles Argument (wenn ..... dann):
Falls die Träger des akustischen Schalls primär die flinken frei beweglichen Elektronen des Elektronengases sind so hat ein Aluminiumstab ein dichteres "Elektronengas" und somit die bessere Schallleitfähigkeit.
Zum Demonstration des Elektronengases in metallischen Leitern gibt es so ein hübsches makroskopisches Experiment: ein Spannungsmessgerät ist an den beiden Enden eines Eisenstabs angeschlossen. Man haut mit dem Hammer auf das Ende des Stabes und das Voltmeter schlägt aus, weil das Elektronengas an dem einen Ende kurzzeitig zusammengepfercht wird.
Verunsicherte Grüße.
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The lives of most people are governed by prejudice and superstition (Louis L'Amour)