Що таке швидкість звуку

Що таке швидкість звуку


Звучати можуть різні фізичні об 'єкти, що знаходяться в твердому, рідкому або газоподібному стані. Наприклад, вібруюча струна або видувається з дудочки струменя повітря.


Звук - це хвилеві коливання середовища, що сприймаються людським вухом. Джерелами звуків є різні фізичні тіла. Вибрація джерела збуджує коливання в навколишньому середовищі, які поширюються в просторі. Звукові хвилі займають частотний діапазон від 20 Гц до 20кГц, між інфразвуком і ультразвуком.

Механічні коливання виникають тільки там, де є пружне середовище, тому у вакуумі звук поширюватися не може. Швидкість звуку - це швидкість проходження звукової хвилі по матерії, що оточує джерело звуку.

Крізь газоподібне середовище, рідини і в тверді тіла звук проходить з різною швидкістю. У воді звук поширюється швидше, ніж у повітрі. У твердих тілах швидкість звуку вища, ніж у рідинах. Для кожної речовини швидкість поширення звуку постійна. Тобто. швидкість звуку залежить від щільності і пружності середовища, а не від частоти звукової хвилі та її амплітуди. Звукова хвиля може огинати зустрінуту перешкоду. Це явище називається дифракцією. У низьких звуків дифракція краща, ніж у високих. Тут характеристика звуку впливає на напрямок руху хвилі, але не на швидкість. Формула для обчислення швидкості звуку в будь-якому однокомпонентному середовищі:з = 1/ , де - швидкість звуку, - щільність середовища, - адіабатична стисканість середовища. Для середовища з суміші рідин або газів формула ускладнюється. На практиці користуються довідковими таблицями, що містять вже розраховані значення швидкості звуку в різних речовинах. Стан середовища, через який проходить звукова хвиля, залежить від численних зовнішніх факторів: температури, тиску, теплообміну між різними об 'єктами. Тому довідкові таблиці, що містять дані про швидкість звуку в різних середовищах, обов 'язково забезпечені примітками про величину зовнішніх параметрів. Швидкість звуку в навколишньому повітрі приблизно 340 м/с, у воді 1500 м/с, у сталі - близько 5000м/с.