波動與聲音

聲速

當你看見閃電、然後數著幾秒後雷聲才到,你就是在利用聲速,也就是聲波穿過空氣傳播的速度。它回答的問題是:聲音從發出處傳到聽到處有多快?

聲速是壓力擾動穿過介質傳播的快慢。在 20 度 C 的乾燥空氣中約為 343 m/s(大約 1235 km/h)。它取決於介質的硬度與密度,而不取決於聲音多大聲或多高。對理想氣體,v = sqrt(gamma R T / M),其中 T 是絕對溫度、M 是莫耳質量、R 是氣體常數、gamma 是氣體的一個性質。一個有用的結論是:空氣越暖,聲音越快,在日常溫度附近,大約 v 約為 331 + 0.6 乘以(攝氏溫度)m/s。

聲音在液體中更快,在固體中又更快(水中約 1500 m/s,鋼中約 5000 m/s),因為它們更強烈地抵抗壓縮。一個誠實的提醒:聲速不取決於響度或頻率,耳語與吼叫以相同的速度橫越房間。只有當速度接近聲速(突破音障)時,震波這類戲劇性的效應才會出現。

看見閃電後,5 秒才聽到雷聲:那道閃電大約在 5 乘以 343,約 1700 公尺、也就是約 1.7 公里之外。

在約 20 度 C 的空氣中,聲音以約 343 m/s 前進;空氣越暖,傳得越快。

響度與音高不會改變聲速,耳語與吼叫同時抵達。真正重要的是溫度與介質。

又称
音速