声音在介质中的传播依靠的是介质中粒子的碰撞,当碰撞的方向越容易与声波传播方向一致时,速度就越快。
在气体液体固体中,这粒子一般是分子或者原子。
气体液体固体三种物态,最基本的区别是分子的平均自由程,或者说被束缚的程度不同,也可以说是平均间距不同。
气体中的分子无规则运动的自由程大,就是说在下一次碰撞之前跑的距离远,也就是等待下一次碰撞的时间长,这样机械波的传播自然耗费更长的时间。
而液体的平均自由程要小得多,分子只被固定在某一个小的区域进行振动,下一次碰撞所需的时间短,如此机械波传播的速度就快一些。
固体比液体的平均自由程更小,所以传播更快。