졸업 후 몇 년 동안공기 중 실제 음속이 무엇인지는 여전히 알 수 없습니다. 누군가 부주의하게 교사의 말을 듣고 누군가가 제시된 내용을 완전히 이해하지 못했습니다. 글쎄, 아마도이 지식 격차를 메울 시간이왔다. 오늘 우리는“건조한”숫자를 나타내는 것이 아니라 공기 중의 음속을 결정하는 메커니즘 자체를 설명 할 것입니다.
아시다시피 공기는다른 가스 세트. 질소는 78 %를 약간 넘고, 산소는 거의 21 %를 차지하며, 나머지는 이산화탄소와 불활성 가스입니다. 결과적으로 가스 매체에서의 소리 전파 속도에 대해 이야기 할 것입니다.
먼저 소리가 무엇인지 결정합시다.분명히 많은 사람들이 "음파"또는 "소리 진동"이라는 말을 들었습니다. 실제로, 예를 들어, 소리 재생 칼럼의 디퓨저는 특정 주파수로 진동하며, 이는 사람의 보청기에 의해 소리로 분류됩니다. 물리 법칙 중 하나는 가스와 액체의 압력이 모든 방향으로 변하지 않고 전파된다고 명시하고 있습니다. 이상적인 조건에서 가스의 소리 속도는 균일합니다. 물론 실제로 자연 감쇠가 발생합니다. 속도가 변하는 이유를 설명하기 때문에이 기능을 기억해야합니다. 그러나 우리는 주요 주제에서 약간 산만합니다. 소리가 진동이라면, 진동은 정확히 무엇입니까?
모든 가스는 특정 원자의 집합입니다구성. 고체와는 달리, 원자 사이에는 비교적 큰 거리가 있습니다 (예를 들어 금속의 결정 격자와 비교). 우리는 젤리와 같은 덩어리가있는 용기에 완두콩을 뿌려서 유추 할 수 있습니다. 소리 진동 원은 가장 가까운 가스 원자에 운동량을보고합니다. 그들은 차례로 당구대 위의 공처럼 이웃 사람을 때리며 과정이 반복됩니다. 공기 중 소리의 속도는 근본 원인 펄스의 강도를 결정합니다. 그러나 이것은 하나의 구성 요소입니다. 물질의 원자가 밀도가 높을수록 음파 전파 속도가 빨라집니다. 예를 들어, 공기 중 음속은 모 놀리 식 화강암보다 거의 10 배 느립니다. 이것은 이해하기 매우 쉽습니다. 가스의 원자가 인접 원자로 "비행"하고 운동량 에너지를 전달하려면 일정 거리를 이동해야합니다.
결과 :온도가 증가함에 따라 전파 속도가 증가합니다. 열팽창에도 불구하고 원자의 고유 속도는 더 빠르며 무작위로 움직이며 더 자주 충돌합니다. 압축 가스가 훨씬 빠르게 소리를 낸다는 것은 사실이지만, 액화 상태는 여전히 챔피언입니다. 가스의 음속 계산에는 초기 밀도, 압축성, 온도 및 계수 (기체 상수)가 고려됩니다. 실제로,이 모든 것은 위의 내용을 따릅니다.
여전히 공기 중 음속은 얼마입니까? 많은 사람들은 이미 명확한 대답을하는 것이 불가능하다고 이미 짐작했습니다. 기본 데이터는 다음과 같습니다.
-영점 (해수면)에서 섭씨 0도에서 소리의 속도는 약 331m / s입니다.
-온도를 섭씨 -20 도로 낮추면 처음에는 우주의 원자가 더 느리게 이동하기 때문에 음파를 319m / s로 "느리게"할 수 있습니다.
-500도까지 올리면 소리의 전파 속도가 최대 550m / s까지 거의 1.5 배 빨라집니다.
그러나 주어진 데이터는 근사치이므로온도 외에도 가스가 소리를 전도하는 능력은 압력, 공간 구성 (물건이있는 공간 또는 열린 공간), 자체 이동성 등에 영향을받습니다.
현재, 대기의 속성은 수행소리가 적극적으로 탐구되고 있습니다. 예를 들어, 프로젝트 중 하나는 반사 된 사운드 신호 (에코)를 등록하여 공기층의 온도를 결정할 수 있습니다.
