For mange, kanskje år etter endt utdanning er ukjent hva som faktisk er lydens hastighet i luft.Noen tilfeldig lyttet til læreren, mens andre rett og slett ikke helt forstår uttalte materialet.Vel, kanskje det er på tide å fylle dette gapet i kunnskap.I dag har vi ikke bare peke ut "tørre" tall, og forklare mekanismen som bestemmer lydens hastighet i luft.
Som kjent er luft en kombinasjon av ulike gasser.Litt mer enn 78% nitrogen utgjorde omtrent 21% tar oksygen, den resterende delen er representert ved karbon og inerte gasser.Følgelig vil det være lydhastigheten i det gassformige medium.
Først, la oss definere hva en lyd.Jeg er sikker på at mange har hørt ordtaket "lydbølger" eller "lyd vibrasjoner".Faktisk, for eksempel, reprodusere konushøytalerne med et visst frekvensområde, som er klassifisert som et menneskelig hørsel systemlyder.En av fysikkens lover sier at trykket i gasser og væsker strekker seg uendret i alle retninger.Det følger at under ideelle forhold, er ensartet lydhastigheten i gassen.Of course, i virkeligheten har det sin naturlige forfallet.Vi må huske denne funksjonen, siden det er dette forklarer hvorfor hastigheten kan variere.Men vi digress litt fra hovedtemaet.Så, hvis lyden - det er vibrasjoner, så hva varierer?
Enhver gass - et sett av spesifikke konfigurasjonen av atomene.I motsetning til faste stoffer mellom atomene er relativt stor avstand (i forhold, for eksempel metall-gitter).Du kan trekke en analogi med erter, fordelt over beholderen med geleaktig masse.Kilden til lyden vibrasjoner i henhold momentum bevegelse nærmeste gassatomer.De på sin side, som baller på et biljardbord, "hit" på nabolandet, og prosessen gjentas.Lydhastigheten i luft er nettopp bestemmer intensiteten av pulsen, den underliggende årsaken.Men dette er bare en komponent.Den tettere materialet atomene er plassert, desto høyere er lydhastigheten i den.For eksempel er lydhastigheten i luft nesten 10 ganger mindre enn i det monolittiske granitt.Det er meget lett å forstå: at atomene i et gass vil "fly" i nærheten, og gir ham den energien av pulsen, er det nødvendig å overvinne en viss avstand.
Konsekvens: temperaturen øker frekvensen av forplantning øker.Selv om den termiske utvidelsen frekvensen av atomene over området, de beveger seg uberegnelig og ofte kolliderer.Det er også sant at den komprimerte gassen bærer lyden er mye raskere, men mesteren fortsatt er en flytende fysisk tilstand.Ved beregning av lydhastigheten i gasser utgjorde den opprinnelige tetthet, trykkfasthet, og temperaturkoeffisienten (gasskonstanten).Faktisk, slik det alt av det ovenstående.
Likevel, hva er lydens hastighet i luft?Mange har allerede gjettet, er det umulig å gi et klart svar.Her er bare noen av de grunnleggende data:
- ved null grader Celsius ved nullpunktet (havnivå), er lydens hastighet på 331 m / s;
- senke temperaturen til - 20 grader Celsius, kan du "tregere" lydbølgene til 319 m / s, som opprinnelig atomer i rommet beveger seg langsomt;
- heving som det akselererer til 500 grader lyd forplantning med nesten halvparten - 550 m / s.
Men disse er omtrentlige, fordi det i tillegg til temperaturen av gassene på evnen til å utføre lydtrykket er også påvirket av utformingen av den plass (et rom med gjenstander eller åpent rom), egen bevegelighet, etc.
Foreløpig eiendommen av atmosfæren for å holde lyden aktivt undersøkt.For eksempel, gjør det mulig ved å registrere den reflekterte lyden (ekko) for å bestemme temperaturen i luften lag ett av prosjektene.
