В том, что распространение звуковых волн происходит не мгновенно, можно увидеть из простейших наблюдений. Если в дали происходит гроза, выстрел, взрыв, свисток паровоза, удар топором и т.п., то сначала все эти явления видно, а только потом, спустя некоторое время, слышен звук. Как и всякая волна, звуковая волна характеризуется скоростью распространения колебаний в ней. Скорость распространения фазы волны в упругой среде жидкости или газа зависит от сжимаемости и плотности этой среды. В жидкостях и газах звук распространяется с постоянным давлением и его скорость пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры газа.
1) Скорость звука (с), плотность (ρ) (табл.)
Газ | t,0C | с, м/с | ρ, кг/м3 |
Водород | 0,084 | ||
Гелий | 0,167 | ||
Кислород | 1,34 | ||
Азот | 1,17 | ||
Неон | 0,84 | ||
Аргон | 1,60 | ||
Хлор | 3,01 | ||
Окись углерода | 1,17 | ||
Углекислый газ | 1,85 | ||
Сероводород | 1,44 | ||
Двуокись серы | 2,75 | ||
Метан | 0,66 | ||
Ацетилен | 1,10 | ||
Этилен | 1,18 | ||
Водяной пар | 0,54 | ||
Воздух | 1,21 |
2) Скорость звука (с), плотность (ρ) (табл.)
Жидкость | с, м/с | ρ, кг/м3 |
Ацетон | ||
Этиловый спирт | ||
Метиловый спирт | ||
Этиловый эфир | ||
Бензол | ||
Бензин | ||
Глицерин | ||
Толуол | ||
Соляная кислота | ||
Вода дистиллированная |
3) Скорость звука (с) в твёрдых телах (табл.)
Вещество | Температура | Скорость звука, м/с | ||
В стержне | Продольная | Поперечная | ||
Алюминий | ||||
- | - | |||
Бериллий | -250 | - | ||
Висмут | ||||
Вольфрам | ||||
Железо | ||||
Золото | ||||
Иридий | - | - | ||
Кадмий | ||||
Константан | ||||
Кремний | 31,5 | - | - | |
Латунь | ||||
Латунь (70%Cu+30% Zn) | - | - | ||
Магний | - | - | - | |
Манганин | ||||
Марганец | - | - | ||
Медь | ||||
Никель | ||||
Олово | ||||
Платина | ||||
Свинец | ||||
Серебро | - | |||
Сталь | - | - | ||
Сурьма | - | - | ||
Тантал | - | - | ||
Цинк | ||||
Чугун | - | |||
Стекло кварцевое | - | |||
Плексиглас | - | - | ||
Полистирол | - | - | ||
Каучук | - | - | - | |
Эбонит | - | - | ||
Лёд | - | |||
Фарфор | - | |||
Парафин | - | - | - | |
Гранит | - | - | - | |
Мрамор | - | - | - | |
Сланец | - | - | - | |
Слоновая кость | - | - | - |
4) Скорость звука (с) в воздухе в зависимости от температуры (табл.)
Температура, t,0С | с, м/с | Температура, t,0С | с, м/с |
-150 | 216,7 | 348,9 | |
-100 | 263,7 | 360,3 | |
-50 | 299,7 | 387,1 | |
-20 | 318,7 | 436,0 | |
-10 | 325,7 | 479,8 | |
331,5 | 520,0 | ||
337,3 | 557,2 | ||
343,1 | 714,2 |
5) Скорость звука (с) на различной высоте (h) над Землёй (табл.)
h,м | с, м/с | h,м | с, м/с | h,м | с, м/с |
340,29 | 338,38 | 320,54 | |||
340,10 | 337,98 | 10 000 | 299,53 | ||
339,91 | 337,60 | 20 000 | 295,07 | ||
339,53 | 337,21 | 50 000 | 329,80 | ||
339,14 | 336,82 | 80 000 | 282,54 | ||
338,76 | 336,43 | 100 000 | 251,34 |