Wind, Geräusche und die Nettoverdrängung von Luft

So wie ich es verstehe, ist Schall eine Druckwelle, die sich durch (lokalisierte) aufeinanderfolgende Kompressionen und Verdünnungen der Luft durch Luft ausbreitet. Die Kompressionen und Verdünnungen der Luft bringen die Luftmoleküle dazu, um ihre Gleichgewichtspositionen zu oszillieren. Der wichtige Punkt hier ist, dass es im Durchschnitt keine Nettoverdrängung von Luftmolekülen gibt, da die Luftmoleküle während der Kompressionen und Verdünnungen mit ihren nächsten Nachbarn interagieren, indem sie entgegengesetzte Kräfte aufeinander ausüben, die ihre oben erwähnten Oszillationen um ihre Gleichgewichtspositionen verursachen.

Wind hingegen wird durch Druckgradienten verursacht, die eine (durchschnittliche) Nettoverdrängung von Luft aus Hochdruckregionen in Niederdruckregionen verursachen.

Meine Frage ist : Warum gibt es keine Nettoverdrängung von Luft durch Schall (wenn es scheint, dass die Kompressionen und Verdünnungen lokalisierte Druckgradienten verursachen), aber im Fall von Wind?

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Dies liegt daran, dass der Wind ein Gesamtvorzeichen für den Druckgradienten hat, während bei Druckwellen das Vorzeichen sowohl positiv als auch negativ ist, sich also aufhebt. Es ist wahr, dass sich der Schall in eine bestimmte Richtung ausbreitet, und nichtlineare Effekte werden tatsächlich Luft in diese Richtung verschieben, aber im Fall einer linearen Schallwelle (dh mit sehr geringer Amplitude) besteht vollständige Symmetrie zwischen den Regionen, die haben ein positiver Druckgradient und Regionen mit einem negativen Druckgradienten, und diese Regionen tauschen ständig miteinander aus, sodass die Nettoverschiebung nicht wüsste, in welche Richtung sie zeigen soll.

Ah okay. Ist also der Punkt, an dem die Luftmoleküle um ihre Gleichgewichtspunkte oszillieren, anstatt eine Nettoverschiebung zu erfahren, weil die lokalen Druckgradienten ständig die Richtung ändern (zwischen „hinten“ und „vorwärts“ zeigen)?! Gehe ich richtig in der Annahme, dass es im Allgemeinen, was mechanische Wellen betrifft, keine Nettoverschiebung eines Mediums aufgrund einer Welle gibt, die sich durch es ausbreitet, weil die Partikel, aus denen das Medium besteht, eine Rückstellkraft erfahren, die sie zum Schwingen bringt über ihre Gleichgewichtspositionen ...
... (beim Schall in Luft sind es die lokalen Druckgradienten, die aus der Verdichtung und Verdünnung des lokalen Luftbereichs resultieren, die als Rückstellkraft wirken und die Luftmoleküle dazu bringen, um ihre Gleichgewichtspositionen zu schwingen)?!
Soweit es um mechanische Wellen geht, ist diese Aussage meistens richtig; Es versagt zum Beispiel in begrenztem Sinne, wenn eine Wasserwelle auf das Ufer trifft (die Moleküle in Wasserwellen neigen sonst dazu, schönen kreisförmigen Bahnen zu folgen und genau dort zu landen, wo sie begonnen haben, nachdem die Welle vorbeigezogen ist) und vielleicht versagt es, wenn die Wasserwelle "aufsteigt". " wenn es sich dem Ufer nähert (da die Kreisbewegung vermutlich im Kamm zusammenbricht).
@CRDrost Ok, aber wenn ich diese Probleme vernachlässige, habe ich in Bezug auf die Rückstellkräfte richtig geschrieben (und insbesondere im Fall von Schall ist die Rückstellkraft der Druckgradient, der sich aus einer Kompression oder Verdünnung ergibt
Ja. Physikalisch gesehen könnten Sie wahrscheinlich eine gute Distanz erreichen, indem Sie "Wellen sind Phänomene, die Nettoimpuls transportieren, ohne Nettomasse zu transportieren" oder so definieren. Im Fall von Luft sind diese lokalisierten Schichten hoher und niedriger Dichte tatsächlich übereinander gestapelt, und die Rückstellkraft, die die Welle ausbreitet, ist tatsächlich der Kompressionsmodul der Luft. Es dreht sich alles um Luftmoleküle, die von diesen Orten, an denen sie konzentriert sind, zu den benachbarten Orten gelangen wollen, an denen sie es nicht sind, was die Federkraft liefert, die wie in einem großen Slinky die Kompressionswelle ausbreitet.
Die einzige Einschränkung, die ich habe, betrifft Ihre Idee der "Oszillation um Gleichgewichtspunkte". Die Moleküle in einem Gas oder einer Flüssigkeit haben keine definierten Gleichgewichtslagen, sondern bewegen sich (fast) zufällig. Die Schwingungen, die wir als Schallwellen beobachten, sind Schwingungen von Größen, die auf höheren Abstraktionsebenen existieren. Sie sind durchschnittliche Geschwindigkeiten, Dichten usw. und gelten daher nicht für einzelne Moleküle.
@Pirx Das stimmt, ich habe Moleküle aus Mangel an einem besseren Wort verwendet, aber wirklich so etwas wie "Luftpartikel
@Pirx ... wäre besser - jeder quantifiziert das durchschnittliche Verhalten einer großen Anzahl von Molekülen.
@CRDrost Ok cool, ich glaube, ich habe jetzt eine bessere Vorstellung davon, was los ist. Vielen Dank für Ihre Hilfe!

Wenn sich ein Seil in einem Zug befindet und wir Wellen durch das Seil ausbreiten lassen, indem wir das Ende auf und ab schütteln, wird es dann schneller als der Zug fahren und zuerst dort ankommen? Der Zug ist wie Wind und die Wellen sind wie Geräusche. Die Wellen bewegen sich relativ zum Zug, aber das Seil nicht. Schallwellen bewegen sich durch die Luft, aber an jedem Punkt in der Luft schwankt der Druck der Luft dort auf und ab und bewegt sich insgesamt nicht aufgrund von Schall. Wellen durch bewegte Luft, nicht bewegte Luft.

Wind, Geräusche und die Nettoverdrängung von Luft
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