音速有多快?

访客2022-12-11 01:16:1625

空气中的音速在1个标准大气压和15℃的条件下约为340m/s。

声速(波传递的速度)与传递介质的材质状况(密度、温度、压强…)有绝对关系,而与发声者(波源)本身的速度无关,而发声者(波源)与听者(观察者)间若有相对运动关系,就形成了多普勒效应;

由此观点,我们可以知道,超声速时的诸多物理现象(震波、音爆、音障...),其实与声音无关,而是压缩波密集累积所产生的物理现象。声音的传播速度在固体最快,其次液体,而气体的声速最慢。通常声速是指在空气中的声速,为343.2米/秒(1,236千米/小时)普通空气是331.29米/秒。

(1086千米/小时)。声速又会依空气之状态(如湿度、温度、密度)不同而有不同数值。如摄氏零度之海平面声速约为331.5米/秒(1193千米/小时);

一万米高空之声速约为295米/秒(1062千米/小时);另外每升高1°C,声速就增加0.607米/秒。声速的上限取决于精细结构常数和光电子质量比,约每秒36千米。

在固体中有两种可能的声波,其中一种是与流体相同的纵波,另一种是流体没有的横波,两种不同的声波可以有不同的传播速度(例如地震波)。纵波形式的声速取决于介质的压缩率和密度,而固体中横波形式的声速取决于介质的刚度和密度。

在超流体中也存在两种不同的“声波”,第一种声波是与平常流体相同的密度波,另一种是超流体特有的第二声波。

海拔变化及其对大气声学的影响

在地球大气层中,影响声速的主要因素是温度。对于给定的具有恒定热容量和成分的理想气体,声速仅取决于温度;而声速仅取决于温度。请参阅下面的详细信息。在这种理想情况下,密度降低和海拔压力降低的影响相互抵消,除了温度的残余影响。

由于温度(以及声速)随高度增加而下降,直至11km,所以声音会向上反射,远离地面上的听众,从而在距声源一定距离处产生声影。声音速度随高度的降低被称为负声速梯度。

但是,这种趋势在11km以上存在变化。特别地,在平流层中大约20km以上,由于臭氧层内加热引起的温度升高,声速随高度增加而增加。

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