- •Исследовательская работа
- •Глава 1. Теоретическая часть
- •1.1 Характеристика света
- •1.1.1 Развитие взглядов на природу света
- •1.1.2 Призмы
- •1.1.3 Волновые свойства света
- •1.2 Излучение и спектры
- •1.3 Восприятие света человеком
- •2.1 Историческая справка
- •2.2 Характеристика звука
- •2.2.1 Звуковые частоты
- •2.2.2 Звуковые явления
- •2.2.3 Свойства звука
- •2.2.4 Скорость распространения звука
- •2.3 Музыкальная акустика
- •Глава 2. Звук и свет-различие и подобие
- •2.1 Сравнительная характеристика
- •2.2 Связь звука и света
- •Глава 3. Практическая часть
- •3.1 Измерение длины световой волны
- •3.2 Получение звуковых волн
2.2.4 Скорость распространения звука
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.
Скорость звука (с), плотность (ρ) (табл.)
Газ |
t,0C |
с, м/с |
ρ, кг/м3 |
Водород |
20 |
1310 |
0,084 |
Гелий |
20 |
1005 |
0,167 |
Кислород |
20 |
326 |
1,34 |
Азот |
20 |
337 |
1,17 |
Неон |
20 |
446 |
0,84 |
Аргон |
20 |
323 |
1,60 |
Хлор |
20 |
213 |
3,01 |
Окись углерода |
20 |
350 |
1,17 |
Углекислый газ |
20 |
268 |
1,85 |
Сероводород |
20 |
300 |
1,44 |
Двуокись серы |
20 |
224 |
2,75 |
Метан |
20 |
445 |
0,66 |
Ацетилен |
20 |
327 |
1,10 |
Этилен |
20 |
330 |
1,18 |
Водяной пар |
130 |
450 |
0,54 |
Воздух |
20 |
344 |
1,21 |
Скорость звука (с), плотность (ρ) (табл.)
Жидкость |
с, м/с |
ρ, кг/м3 |
Ацетон |
1190 |
790 |
Этиловый спирт |
1150 |
790 |
Метиловый спирт |
1120 |
790 |
Этиловый эфир |
1006 |
710 |
Бензол |
1326 |
870 |
Бензин |
1190 |
750 |
Глицерин |
1950 |
1260 |
Толуол |
1325 |
866 |
Соляная кислота |
1500 |
908 |
Вода дистиллированная |
1492 |
1000 |
Скорость звука (с) в твёрдых телах (табл.)
Вещество |
Температура |
Скорость звука, м/с |
||
В стержне |
Продольная |
Поперечная |
||
Алюминий |
20 |
5080 |
6260 |
3080 |
372 |
4342 |
- |
- |
|
Бериллий |
-250 |
- |
12660 |
8900 |
Висмут |
20 |
1790 |
2180 |
1100 |
Вольфрам |
20 |
4310 |
5460 |
2620 |
Железо |
20 |
5170 |
5850 |
3230 |
Золото |
20 |
2030 |
3240 |
1200 |
Иридий |
20 |
4790 |
- |
- |
Кадмий |
20 |
2400 |
2780 |
1500 |
Константан |
20 |
4300 |
5240 |
2640 |
Кремний |
31,5 |
- |
- |
3770 |
Латунь |
20 |
3490 |
4430 |
2123 |
Латунь (70%Cu+30% Zn) |
20 |
3760 |
- |
- |
Магний |
- |
4900 |
- |
- |
Манганин |
20 |
3830 |
4660 |
2350 |
Марганец |
- |
3830 |
4660 |
- |
Медь |
20 |
3710 |
4700 |
2260 |
Никель |
20 |
4785 |
5630 |
2960 |
Олово |
20 |
2730 |
3320 |
1670 |
Платина |
20 |
2800 |
3960 |
1670 |
Свинец |
20 |
1200 |
2160 |
700 |
Серебро |
- |
2640 |
3600 |
1590 |
Сталь |
- |
5050 |
6110 |
- |
Сурьма |
20 |
3400 |
- |
- |
Тантал |
20 |
3350 |
- |
- |
Цинк |
20 |
3810 |
4170 |
2410 |
Чугун |
- |
3850 |
4500 |
2400 |
Стекло кварцевое |
- |
5370 |
5570 |
3515 |
Плексиглас |
- |
- |
2670 |
1112 |
Полистирол |
- |
- |
2350 |
1120 |
Каучук |
- |
- |
1479 |
- |
Эбонит |
- |
1570 |
2405 |
- |
Лёд |
- |
3280 |
3980 |
1990 |
Фарфор |
- |
4884 |
5340 |
3120 |
Парафин |
- |
1460 |
- |
- |
Гранит |
- |
3950 |
- |
- |
Мрамор |
- |
3810 |
- |
- |
Сланец |
- |
4510 |
- |
- |
Слоновая кость |
- |
2200 |
- |
- |
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 |
30 |
348,9 |
-100 |
263,7 |
50 |
360,3 |
-50 |
299,7 |
100 |
387,1 |
-20 |
318,7 |
200 |
436,0 |
-10 |
325,7 |
300 |
479,8 |
0 |
331,5 |
400 |
520,0 |
10 |
337,3 |
500 |
557,2 |
20 |
343,1 |
1000 |
714,2 |
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 |
0 |
340,29 |
500 |
338,38 |
5000 |
320,54 |
50 |
340,10 |
600 |
337,98 |
10 000 |
299,53 |
100 |
339,91 |
700 |
337,60 |
20 000 |
295,07 |
200 |
339,53 |
800 |
337,21 |
50 000 |
329,80 |
300 |
339,14 |
900 |
336,82 |
80 000 |
282,54 |
400 |
338,76 |
1000 |
336,43 |
100 000 |
251,34 |
