Поширення звуку

Як швидко повинен летіти літак щоб подорожувати швидше за звук? Ну, це залежить. Тому що швидкість звуку непостійна. Звук поширюється від свого джерела. Молекули вбиваються в інші молекули, створення смуг стисненого повітря, далі йдуть смуги менш стисненого повітря -- розрідження. Як швидко ці хвилі стиснення і розрідження рухаються через середовище залежить від того, як швидко молекули можуть зіштовхнутися зі своїми сусідами, змушуючи їх рухатися. У повітрі між молекулами є багато простору. Тому кожній молекулі потрібно трохи подорожувати, перш ніж вона вдариться у свого сусіда. Тому що повітря містить так багато порожнього простору між його молекулами це уповільнює швидкість звуку. Але у воді, молекули набагато ближче одна до одної. І на відміну від повітря, вода не може бути стиснута. Отже, звукові хвилі поширюються більше ніж у воді у чотири рази швидше, ніж у повітрі. Сталь твердіша за воду. Тут атоми міцно зв'язані один з одним, і кожен рух відразу переходить до наступного. У сталі звук поширюється в 17 разів швидше, ніж у повітрі, майже шість тисяч метрів на секунду. У різних носіях швидкість звуку різна. Він навіть відрізняється в одному середовищі. У гарячому та вологому повітрі звук поширюється швидше, на відміну від холодного і сухого повітря. Швидкість звуку в сухому повітрі при 20 градусах Цельсія становить 340 метрів на секунду. Ми ілюструємо звук як хвилю, ось так. Пік - це стиснення, а западина - розрідження. Відстань між двома вершинами, або дві западини, це довжина хвилі. Але хвиля не стоїть на місці. Він рухається через середовище, і кількість піків, які проходять будь-яку фіксовану точку за одну секунду, - частота. Уважно слухати. Ось басовий тон з частотою 170 герц. Кожна хвиля має два метри в довжину, від вершини до вершини. Два метри на хвилю. Раз 170 хвиль за секунду. Дорівнює... 340 метрів за секунду! Ось більш високий тон. Його довжина хвилі становить п'ять сантиметрів. Це нуль-точка-нуль-п'ять метрів. І він рухається зі швидкістю 340 метрів за секунду. Яка його частота? Ну... 340 метрів розділений на хвилі 0,05 метра дорівнює 6800 хвиль за секунду. Частота 6800 герц. Довжина хвилі помножена на частоту дорівнює швидкості. Або якщо ви віддаєте перевагу... Швидкість, поділена на частоту, дорівнює довжині хвилі. Коли звук вдаряється об стіну, або який-небудь інший предмет, який набагато важчий ніж середовище, через яке він проходить, він може відскочити і повернутися. Це відлуння. Відстань до гори 680 метрів. Потрібно дві секунди, щоб звук потрапив туди, і дві секунди, щоб повернутися назад. Таким чином, ви почуєте відлуння через чотири секунди затримки. в кімнаті, звук вашого голосу відбивається від стін, коли ви розмовляєте. Таке відлуння навколо тебе, і без помітних затримок, називається реверберацією. Трохи реверберації робить звук «м’якшим», і легше зрозуміти, що хтось каже. Але його занадто багато, і звук стає спотвореним і каламутним. Акустика - це дослідження того, як звуки відбиваються і відбиваються. Якщо ви працюєте в галузі акустики, можливо ви проектуєте кімнату, вибір матеріалів поверхні, і працювати над відстанями та кутами між стінами. Акустична інженерія була б дуже важкою якщо ви не знали швидкості звуку.