Скорость звука зависит от свойств среды, в которой он распространяется: в газах скорость звука растет с ростом температуры и давления, в жидкостях при росте температуры наоборот снижается (исключением является вода, в которой скорость звука достигает максимума при 74 °С и начинает снижаться только при увеличении данной температуры).
Для воздуха такая зависимость выглядит так: c = 332 + 0,6tc, где tc — температура окружающей среды, °С.
Скорость звука в газах, при температуре 0 °С и давление 1 атм
Азот 334 м/с;
Кислород 316 м/с;
Воздух 332 м/с;
Гелий 965 м/с;
Водород 1284 м/с;
Метан 430 м/с;
Аммиак 415 м/с.
Скорость звука в жидкостях при температуре 20 °С
Вода 1490 м/с;
Бензол 1324 м/с;
Спирт этиловый 1180 м/с;
Ртуть 1453 м/с;
Глицерин 1923 м/с.
В твердых телах скорость звука определяется модулем упругости вещества и его плотностью, при этом в продольном и поперечном направлении в неограниченных изотропных твердых телах она различается. Волновое перемещение звуковой волны называется гармоническими или синусоидальной колебаниями, которое описывается следующим образом: x(t) = A • sin (wt + φ).
Скорость звука в твердом теле, см. фото выше.
Волновое перемещение звуковой волны называется гармоническими или синусоидальной колебаниями, которое описывается следующим образом: x(t) = A · sin (wt + φ).
Простая гармоническая синусоидальная волна
Длина волны зависит от частоты и скорости звука: длина волны (м) = скорость волны (м/с) / частота (Гц). Соответственно частота определяется следующим образом: частота (Гц) = скорость волны (м/с) / длина волны (м).
Интенсивность звука снижается по мере увеличения расстояния от источника звука. Если звуковая волна на своем пути не встречает преград, то звук из источника распространяется во все направления.
Процесс распространения звуковой волны
В зависимости от вида источника звука — существует несколько видов звуковых волн: плоские, сферические и цилиндрические
Плоские волны при распространении не меняют форму и амплитуду, сферические не меняют форму (амплитуда уменьшается как 1/r), цилиндрические меняют и форму, и амплитуду (убывает как r-0,5).
от каких параметров зависит скорость звука в среде?
От плотности среды. Чем выше плотность, тем выше скорость звука.
да, от плотности среды в которой происходит звук вода либо воздух
Скорость звука определяется упругостью и плотностью среды. Скорость звука в газах, жидкостях и изотропных твёрдых средах обычно величина постоянная для данного вещества, в монокристаллах зависит от направления распространения волны и при заданных внешних условиях обычно не зависит от частоты волны и её амплитуды.
Как правило, в газах скорость звука меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях скорость звука меньше, чем в твёрдых телах, поэтому при сжижении газа скорость звука возрастает.
Похожие вопросы
Савельев И.В. Курс общей физики, том I
Главная цель книги — познакомить студентов прежде всего с основными идеями и методами физики. Особое внимание обращено на разъяснение смысли физических законов и на сознательное применение их. Несмотря на сравнительно небольшой объем, книга представляет собой серьезное руководство, обеспечивающее подготовку, достаточную для успешного усвоения в дальнейшем теоретической физики и других физических дисциплин.
Предисловие к четвертому изданию
При подготовке к настоящему изданию книга была значительно переработана. Написаны заново (полностью или частично) параграфы 7, 17, 18, 22, 27, 33, 36, 37, 40, 43, 68, 88. Существенные добавления или изменения сделаны в параграфах 2, 11, 81, 89, 104, 113.
Ранее, при подготовке ко второму и третьему изданиям были написаны заново параграфы 14, 73, 75. Существенные изменения или добавления были внесены в параграфы 109, 114, 133, 143.
Таким образом, по сравнению с первым изданием облик первого тома заметно изменился. Эти изменения отражают методический опыт, накопленный автором последние десять лет преподавания обшей физики в Московском инженерно-физическом институте.
Ноябрь 1969 г. И. Савельев
Из предисловия к четвертому изданию
Предлагаемая вниманию читателей книга представляет собой первый том учебного пособия по курсу общей физики для втузов. Автор в течение ряда лет преподавал общую физику в Московском инженерно-физическом институте. Естественно поэтому, что пособие он писал имея в виду прежде всего студентов инженерно-физических специальностей втузов.
При написании книги автор стремился познакомить учащихся с основными идеями и методами физической науки, научить их физически мыслить. Поэтому книга не является по своему характеру энциклопедичной, содержание в основном посвящено тому, чтобы разъяснить смысл физических законов и научить сознательно применять их. Не осведомленности читателя по максимально широкому кругу вопросов, а глубоких знаний фундаментальным основам физической пауки — вот что стремился добиться автор.
От чего зависит скорость звука в газе
Во время грозы сначала видна вспышка молнии и лишь через некоторое время слышатся раскаты грома. Это запаздывание возникает из-за того, что скорость звука в воздухе значительно меньше скорости света, идущего от молнии. Любопытно вспомнить, в какой среде звук распространяется быстрее всего, а где вообще не распространяется?Опыты и теоретические расчеты скорости звука в воздухе предпринимались ещё с XVII века, но только через два столетия французский ученый Пьер-Симон де Лаплас вывел окончательную формулу для её определения. Скорость звука зависит от температуры: с увеличением температуры воздуха она растёт, а с уменьшением — падает. При 0° скорость звука составляет 331 м/с (1192 км/ч), при +20° она уже равна 343 м/с (1235 км/ч).Скорость звука в жидкостях, как правило, больше скорости звука в воздухе. Опыты по определению скорости впервые провели на Женевском озере в 1826 году. Два физика сели в лодки и разъехались на 14 км. На одной лодке поджигали порох и одновременно ударяли в колокол, опущенный в воду. Звук колокола с помощью специального рупора, также опущенного в воду, улавливался на другой лодке. По интервалу времени между вспышкой света и приходом звукового сигнала определили скорость звука в воде. При температуре +8° она оказалась равной примерно 1440 м/с. Люди, работающие в подводных сооружениях, подтверждают, что под водой отчетливо слышны береговые звуки, а рыбаки знают, что рыба уплывает при малейшем подозрительном шуме на берегу.Скорость звука в твёрдых телах больше, чем в жидкостях и газах. К примеру, если приложить ухо к рельсу, то после удара по другому концу рельса человек услышит два звука. Один из них «придёт» до уха по рельсу, другой – по воздуху. Хорошей проводимостью звука обладает земля. Поэтому в стародавние времена при осаде в крепостных стенах помещали «слухачей», которые по звуку, передаваемому землёй, могли определить, ведет ли враг подкоп к стенам или нет, мчится конница или нет. Кстати, благодаря этому люди, потерявшие слух, иной раз способны танцевать под музыку, которая доходит до их слуховых нервов не через воздух и наружное ухо, а через пол и кости.Скорость звука – скорость распространения упругих волн в среде как в продольных (в газах, жидкостях или твёрдых телах), так и в поперечных, сдвиговых (в твёрдых телах), определяется упругостью и плотностью среды. Скорость звука в твёрдых телах больше, чем в жидкостях. В жидкостях, в том числе в воде, звук мчится в 4 с лишним раза быстрее, чем в воздухе. Скорость звука в газах зависит от температуры среды, в монокристаллах — от направления распространения волны.То есть, для распространения звука необходима упругая среда. Именно поэтому в вакууме звуковые волны распространяться не могут, так как там нечему колебаться. Это подтверждает простой опыт. Если поместить под стеклянный колокол электрический звонок, то по мере выкачивания из-под колокола воздуха, звук от звонка будет становиться слабее и слабее, пока не прекратится совсем.
Следите за развитием событий в нашем Телеграм-канале
Хотите видеть наши новости в своей ленте социальной сети? Присоединяйтесь к нам в Вконтакте, Одноклассниках и в Яндекс.Дзен. Вы также можете настроить RSS-фид и подписаться на регулярное получение новостей и погоды в Telegram.