রেললাইনে শব্দ: মাধ্যম ও শব্দের বেগ

শব্দ একটি যান্ত্রিক তরঙ্গ, যা সঞ্চালনের জন্য মাধ্যম প্রয়োজন। মাধ্যমের ঘনত্ব ও স্থিতিস্থাপকতার ওপর শব্দের বেগ নির্ভর করে। কঠিন মাধ্যমে অণুগুলো সবচেয়ে কাছাকাছি এবং দৃঢ়ভাবে যুক্ত থাকে বলে এতে স্থিতিস্থাপকতা বেশি, তাই কঠিন মাধ্যমে শব্দের বেগ সবচেয়ে বেশি (যেমন ইস্পাতে ৫১০০ m/s)। তরল মাধ্যমে বেগ তার চেয়ে কম (পানিতে ১৪৮০ m/s) এবং বায়বীয় মাধ্যমে সবচেয়ে কম (০ °C তাপমাত্রায় বাতাসে ৩৩২ m/s)। বাতাসে প্রতি ১ °C তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য বেগ ০.৬ m/s বাড়ে, যার সূত্র: v = ৩৩২ + ০.৬T m/s। তাই টঙ্গীর লেভেল ক্রসিংয়ে ২৫৫ m দূরের রেললাইনে হাতুড়ির আঘাতের শব্দ বাতাসের চেয়ে ইস্পাতের ভেতর দিয়ে অনেক আগেই শোনা যায়।

অনেকে মনে করে বায়ু হালকা হওয়ায় শব্দ বায়ুতে সবচেয়ে দ্রুত চলে, অথবা কঠিন পদার্থের ভেতর দিয়ে শব্দ যেতেই পারে না। বাস্তবে শব্দ তরঙ্গে কণাগুলোর পারস্পরিক ধাক্কার মাধ্যমে শক্তি সঞ্চালিত হয়। কঠিন পদার্থে কণাগুলো খুব কাছাকাছি ও দৃঢ় বন্ধনে আবদ্ধ থাকায় কম্পন সবচেয়ে দ্রুত ছড়িয়ে পড়ে। তাই ইস্পাতে শব্দের বেগ বাতাসের বেগের চেয়ে প্রায় ১৫ গুণ বেশি।