Що таке швидкість звуку

Звук - це хвильові коливання середовища, які сприймаються людським вухом. Джерелами звуків є різні фізичні тіла. Вібрація 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 в вакуумі звук поширюватися не може. Швидкість звуку - це швидкість проходження звукової хвилі по матерії, навколишнього джерело звуку.

Крізь газоподібну середу, рідини і в тверді тіла звук проходить з різною швидкістю. У воді звук поширюється швидше, ніж у повітрі. У твердих тілах швидкість звуку вище, ніж в рідинах. Для кожної речовини швидкість поширення звуку постійна. Тобто швидкість звуку залежить від щільності і пружності середовища, а не від частоти звукової хвилі і її амплітуди.

Звукова хвиля може огинати зустрінуте перешкоду. Це явище називається дифракцією. У низьких звуків дифракція краще, ніж у високих. Тут характеристика звуку впливає на напрямок руху хвилі, але не на швидкість.

Формула для обчислення швидкості звуку в будь однокомпонентної середовищі:
з = 1 / v ??, де
с - швидкість звуку,
? - Щільність середовища,
? - Адіабатична стисливість 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 яку 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, в сталі - близько 5000м / с.