Наверняка много раз вы видели, что во время грозы первое, что появляется, - это свет, то есть молния, а затем приходит звук. Это связано с Скорость звука. Ученые выяснили, с какой максимальной скоростью звук может распространяться по воздуху. В физике это очень важно.
Поэтому мы собираемся посвятить эту статью, чтобы рассказать вам все, что вам нужно знать о скорости звука и о том, как он распространяется.
Скорость звука
Скорость распространения звуковой волны зависит от характеристик среды, в которой она распространяется, а не от характеристик волны или силы, которая ее создает. Эта скорость распространения звуковых волн также называется скоростью звука. температура составляет 20ºC, что составляет 343 метра в секунду.
Скорость звука зависит от среды распространения, и то, как он распространяется в среде, помогает лучше понять определенные характеристики среды передачи. Когда температура среды распространения изменяется, скорость звука также изменяется. Это связано с тем, что повышение температуры приводит к увеличению частоты взаимодействий между частицами, несущими колебания, что приводит к увеличению скорости волны.
Вообще говоря, скорость звука в твердых телах выше, чем в жидкостях, а скорость звука в жидкостях выше, чем в газах. Это связано с тем, что чем больше твердого вещества, тем выше степень сцепления атомных связей, что способствует распространению звуковых волн.
Скорость распространения звука в основном зависит от упругости среды, в которой он распространяется. Под эластичностью понимается способность восстанавливать свою первоначальную форму.
Что такое звук
Звук - это волна давления, которая может распространяться в воздухе за счет сжатия и разрежения. Звук, который мы воспринимаем вокруг себя, - это не что иное, как энергия, генерируемая вибрациями, распространяющимися через воздух или любую другую среду, которую можно принять и услышать, когда она достигнет человеческого уха. Мы знаем, что звук распространяется в виде волн.
Волны - это вибрационные возмущения в среде, которые передают энергию от одной точки к другой без прямого контакта между этими двумя точками. Можно сказать, что волна создается вибрацией частиц среды, через которую она проходит, то есть процессом распространения, соответствующим продольному смещению (в направлении распространения) молекул воздуха. Область с большим смещением появляется в области, где амплитуда изменения давления равна нулю, и наоборот.
Звук в динамике
Воздух в трубке с динамиком на одном конце и закрытым на другом конце колеблется в виде волн. Статический в продольном направлении. Собственные режимы вибрации трубок с этими характеристиками. Это соответствует синусоиде, длина волны которой такова, что есть точка с нулевой амплитудой. Узел выпуска на конце динамика и закрытый конец трубки, потому что воздух не может свободно перемещаться из-за динамика и крышки трубки соответственно. В этих узлах мы имеем максимальное изменение давления, пучность или брюшко стоячей волны.
Скорость звука в разных носителях
Скорость звука зависит от среды, в которой распространяется звуковая волна. Он также меняется в зависимости от температуры среды. Это связано с тем, что повышение температуры вызывает увеличение частоты взаимодействий между частицами, несущими колебания, а увеличение этой активности увеличивает скорость.
Например, в снегу звук может распространяться на большие расстояния. Это происходит из-за преломления под снегом, который не является однородной средой. Каждый слой снега имеет разную температуру.. Самые глубокие места, недоступные солнцу, холоднее поверхности. В этих более прохладных слоях, расположенных близко к земле, скорость распространения звука ниже.
Вообще говоря, скорость звука больше в твердых телах, чем в жидкостях, и больше в жидкостях, чем в газах. Это потому, что чем выше когезия атомных или молекулярных связей, тем сильнее вещество. Скорость звука в воздухе (при температуре 20 ° C) 343,2 м / с.
Давайте посмотрим на скорость звука на некоторых носителях:
- В воздухе при 0 ° C звук распространяется со скоростью 331 м / с (на каждый градус Цельсия повышается температура, скорость звука увеличивается на 0,6 м / с).
- В воде (при 25 ° C) она составляет 1593 м / с.
- В тканях оно составляет 1540 м / с.
- В лесу 3700 м / с.
- В бетоне 4000 м / с.
- У стали - 6100 м / с.
- У алюминия 6400 м / с.
- У кадмия оно составляет 12400 XNUMX м / с.
Скорость распространения волны давления очень важна при исследовании явления резонанса в коллекторе поршневого двигателя и зависит от характеристик окружающей среды. Например, для газов испаренная смесь во впускном коллекторе или газы, сжигаемые в выпускном коллекторе, зависят от их плотности и давления.
Типы распространяющихся волн
Есть два типа волн: продольные волны и поперечные волны.
- Продольная волна: Волна, в которой частицы среды колеблются из стороны в сторону в том же направлении, что и волна. Среда может быть твердой, жидкой или газообразной. Следовательно, звуковые волны - это продольные волны.
- Поперечная волна: Волна, в которой частицы в среде колеблются вверх и вниз «под прямым углом» к направлению движения волны. Эти волны появляются только в твердых телах и жидкостях, но не в газах.
Но помните, что волны распространяются во всех направлениях, поэтому их легче представить как проходящие через сферу.
Надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о скорости звука и его характеристиках.