金属的什么特性让它在被敲击的时候会发出响声?

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2个答案
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毛骡金属材料学博士

2013-09-13 12:52

看到金属和材料就被人叫来了。这儿其实声音的本质就是振动啦。那么发出声音,必然要有振动。其实学材料的学生在实习的时候要学一个简单技巧,通过声音粗略地判断钢材的类型,铸铁还是碳钢。归结到底就是因为金属材料在宏观下的振动。

在讨论金属发声的问题的时候,先更正LZ的一个概念:金属分子。一般认为金属没有分子,而是直接由原子构成。金属分子在金属学里面是一个非常暧昧不清的概念,因为金属原子之间并不存在明确的“队伍”,但是也不尽然,这里不讨论那些例外。

金属被敲击的时候发出声音那必然是源自于其结构本身的振动啦。那么与其考虑金属发声,不如考虑不发声的情况:敲打什么材料不会发出声音?这里需要明确另一个概念:发出声音是指能够发出人耳能够听到的频率范围内的声波(一般是20HZ到20KHZ)。

开始列举什么东西被敲打后不发出声音?空气,压根就敲不到;及其松软的沙土;垂柳的垂下来的叶子;厚重的防弹玻璃;大理石柱子;粘度极大的液体……分析一下他们的特征,得到两种可能的原因:

  1. 及其容易发生塑性变型或者压根就是无定型的,空气,沙土,叶子,高粘液体;
  2. 根本就不会发生变型的,防弹玻璃,大理石;


归咎于声音的本质:振动。其实就可以很容易的得出一个答案,不发声的材料原因就是因为其无法振动,或者是振动的幅度和频率太小,实在听不到(拿大铁锤用力敲打防弹玻璃还是有声音的)。

然后我们回到金属这边。金属并不是唯一会因为振动发出声音的材料,只是因为它的声音往往比较清脆。这与金属的刚性有关,以及金属键。这种连接金属原子的特殊键由自由电子组成,这种“柔软的”连接赋予金属一定的弹性和相当的刚性。宏观下的表现就是金属拥有较大的弹性变形能力。弹性变形使振动成为可能,也就导致金属在受到敲击后会发出所谓的金属材质的声音。

PS:说了一圈似乎没有回答楼主想要的答案。好吧,补充一下,防弹钢板敲起来也是没有什么声音的。铸铁用手敲也就能听到自己手发出的啪啪声。

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fu-80DIYER,摄影师,电容技术顾问

2013-10-09 14:07

不是所有金属都能敲击出声的······
比如水银·····

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