Физика — скорость звука в разных средах
Скорость звука зависит от типа и свойств среды, через которую он распространяется.
Скорость звука в конкретной среде зависит от температуры и давления этой среды.
Скорость звука уменьшается, когда он переходит из твердого в газообразное состояние данной среды.
В любой среде, если температура увеличивается, скорость звука также увеличивается, и наоборот.
Например, скорость звука в воздухе при 0 ° C составляет 331 мс –1, а при 22 0 C — 344 мс –1 .
Следующая таблица иллюстрирует скорость звука в разных средах при 250 C —
Когда скорость любого объекта превышает скорость звуковых волн, скорость соответствующего объекта называется сверхзвуковой скоростью . Например, скорость пуль, реактивных самолетов и т. Д.
Когда сам источник звука движется со скоростью, большей скорости звука, он создает ударные волны в воздухе.
Ударные волны несут большое количество энергии, которая вызывает изменение давления воздуха в ближайшем окружении.
Ударные волны производят очень резкий и громкий звук, известный как звуковой удар .
Когда звуковые волны ударяются о твердую стену или даже жидкость, она отражается обратно.
Если вы кричите или хлопаете в (особенно) горной местности, через некоторое время вы услышите тот же звук, он называется эхо .
Ощущение звука продолжается в нашем мозгу около 0,1 с; поэтому, чтобы услышать отчетливый звук эха, временной интервал между исходным звуком и отраженным звуком должен составлять не менее 0,1 с.
Чтобы услышать отчетливый звук эха, минимальное расстояние препятствия от источника звука должно быть 17,2 м. Тем не менее, это расстояние является переменным, в зависимости от температуры.
Повторное отражение, которое приводит к постоянству звуковых волн, известно как реверберация . Например, в большом зале (особенно в аудитории) можно услышать чрезмерную реверберацию.
Обычно потолки концертных или кинозалов имеют изогнутую форму, поэтому звуковые волны после отражения достигают всех углов зала (см. Изображение ниже).
Звуковой диапазон звука для людей варьируется от 20 Гц до 20000 Гц.
Однако, когда люди становятся старше, их уши постепенно становятся менее чувствительными к более высоким звуковым частотам.
Звуки с частотой менее 20 Гц известны как инфразвуковой звук или инфразвук .
Киты, носороги и слоны производят звук в диапазоне инфразвука.
Звук с частотами выше 20 кГц известен как ультразвуковой звук или ультразвук .
Ультразвуковая технология широко используется в различных отраслях промышленности и в медицинских целях.
Дельфины, летучие мыши и морские свиньи производят ультразвуковой звук.
Слуховой аппарат — это электронное устройство, которое помогает глухим людям правильно слушать.
Слуховой аппарат — это устройство с батарейным питанием, которое получает звук через микрофон.
Термин SONAR расшифровывается как Sound Navigation And Ranging .
Сонар — это современное устройство, которое использует ультразвуковые волны для измерения направления, расстояния и скорости подводных объектов (подводных лодок); глубина моря; под водой холмы; долины; затонувшие корабли; и т.п.
Скорость звука
Скорость звука — скорость распространения звуковых волн в среде. В газах скорость звука меньше, чем в жидкостях. В жидкостях скорость звука меньше, чем в твердых телах. В воздухе при нормальных условиях скорость звука составляет 330 м/с.
Ниже представлена таблица скорости звука. Скорость звука в различных средах, м/с (при t = 20ºC)
| Вода | 1 483 |
| Гранит | 3 850 |
| Медь | 4 700 |
| Дерево (ель) | 5 000 |
| Сталь | 5 000 — 6 100 |
| Стекло | 5 500 |
Скорость звука в различных средах таблица
Скорость звука в газах (при 0 °C)
| Жидкости | |||
| Вещество | , °C | , м/с | , |
| Азот | 962 | –10 | |
| Анилин | 20 | 1659 | –4,0 |
| Ацетон | 25 | 1170 | –5,5 |
| Бензол | 25 | 1295 | –5,2 |
| Вода | 25 | 1497 | +2,5 |
| Глицерин | 26 | 1930 | –1,8 |
| Керосин | 25 | 1315 | –3,6 |
| Ртуть | 20 | 1451 | –0,46 |
| Сероуглерод | 25 | 1149 | –3,3 |
| Скипидар | 25 | 1225 | – |
| Спирт этиловый | 20 | 1177 | –3,6 |
| Толуол | 25 | 1300 | –4,3 |
| Углерод четыреххлористый | 25 | 930 | –3,0 |
Скорость звука в жидкостях
| Твердые тела | |||
| Вещество | , м/с | , м/с | , м/с |
| Алюминий | 6400 | 3130 | 5240 |
| Бетон | 4250–5250 | – | – |
| Вольфрам | 5174 | 2842 | – |
| Гранит | 5400 | – | – |
| Дерево (дуб, вдоль волокна) | – | – | 4100 |
| Дерево (сосна, вдоль волокна) | – | – | 3600 |
| Дюралюминий | 6400 | 3120 | – |
| Железо | 5930 | – | 5170 |
| Кварц кристал. –срез) | 5720 | – | 5440 |
| Кварц плавленый | 5980 | 3760 | 5760 |
| Латунь | 4280–4700 | 2020–2110 | 3130–3450 |
| Медь (отожженная) | 4720 | – | 3790 |
| Мрамор | – | – | 3810 |
| Никель (отожженный, ненамагниченный) | – | – | 4810 |
| Олово | 3320 | – | 2730 |
| Полистирол | 2350 | 1120 | – |
| Полиэтилен | 2000 | – | – |
| Серебро | 3700 | 1694 | 2802 |
| Стекло крон | 5260–6120 | 3050–3550 | 4710–5300 |
| Стекло флинт | 3760–4800 | – | 3490–4550 |
| Сталь инструмент. | 5900–6100 | – | 5150 |
| Сталь нержавеющая | 5740 | 3092 | – |
| Цинк | 4170 | – | 3810 |
| Эбонит | 2500 | – | – |
Скорость звука в твердых телах. – скорость продольных волн, – скорость поперечных волн, – скорость продольных волн в тонком стержне
Скорость звука в различных средах таблица
v — скорость звука, м/с;
λ — длина волны, м;
ν — частота звуковых колебаний (ню), Гц;
T — период звуковых колебаний, с.
Скорость звука — это скорость распространения звуковых волн в различных средах.
Таблица — скорость звука в различных средах
| Среда | Скорость звука, м/с |
| Двуокись углерода, 0°С | 258 |
| Воздух, 0°С | 331 |
| Воздух, 20°С | 340 |
| Воздух, 30°С | 350 |
| Гелий | 1000 |
| Бензин | 1170 |
| Водород, 0°С | 1286 |
| Вода, 20°С | 1483 |
| Морская вода | 1560 |
| Резина | 1800 |
| Свинец | 2160 |
| Золото | 3200 |
| Серебро | 3700 |
| Медь | 3700 |
| Цинк | 4200 |
| Дерево (ель) | 5000 |
| Алюминий | 5100 |
| Стекло | 5500 |
| Железо | 5900 |
| Сапфир | 11400 |
Чем больше температура воздуха окружающей среды, тем больше скорость распространения звука в воздухе. Также зависит от плотности среды.
4117