سرعت نور و سرعت صوت چیست؟ هر آنچه باید بدانید


صدا موجی است که به صورت امواج طولی در هوا و مایع حرکت می‌کند، اما از مواد جامد هم به شکل امواج طولی و هم به شکل امواج عرضی عبور می‌کند. شدت انتشار امواج صوتی توسط ویژگی‌های محیطی تعیین می‌شود که موج در آن حرکت می‌کند. این سرعت مستقل از ویژگی‌های موج یا نیروی پدیدآورنده‌ی آن است.

از توزیع امواج صوتی در محیط برای بررسی خواص محیط استفاده می‌شود. سرعت صوت مسافتی است که موج صوتی در واحد زمان در یک محیط الاستیک طی می‌کند. سرعت صوت در یک محیط معین به چگالی و الاستیسیته محیط وابسته است. سرعت صوت در جامدات حداکثر و در گازها حداقل است.

عوامل موثر بر سرعت صوت

سرعت صوت تحت تأثیر دو عامل قرار دارد:

چگالی محیط: برای حرکت امواج صوتی به محیط نیاز است و چگالی یا تراکم محیط روی سرعت صوت تأثیر دارد. وقتی تراکم محیطی بالا باشد، مولکول‌های موجود در آن فشرده‌تر هستند و این امر موجب انتشار بیشتر صدا می‌شود. درنتیجه، با افزایش چگالی محیط سرعت صوت نیز افزایش پیدا می‌کند.

دمای محیط: دمای محیط و فرکانس امواج صوتی رابطه تنگاتنگی دارند و با افزایش دما سرعت صوت نیز افزایش پیدا می‌کند.

سرعت صدا در محیط های مختلف

سرعت صوت به ویژگی‌های محیطی بستگی دارد که از آن عبور می‌کند. وقتی از حالت جامد به گاز می‌رویم، سرعت صوت کاهش پیدا می‌کند. در هر محیطی، با افزایش دما سرعت صوت نیز افزایش پیدا می‌کند.

سرعت صوت در مواد جامد: صدا چیزی بیشتر از ارتعاش ناشی از برخورد ذرات نیست. مواد جامد بسیار متراکم‌تر از مایعات یا گازها هستند. در جامدات، مولکول‌ها نسبت‌به مایعات نزدیک‌تر به هم قرار دارند و در مایعات، نسبت به گازها مولکول‌ها فاصله نزدیک‌تری به هم دارند. به دلیل این مجاورت آن‌ها به‌راحتی با هم برخورد می‌کنند. زمان کمتری طول می‌کشد تا یک مولکول پایدار با مولکول کناری خود برخورد کند. بنابراین، سرعت صوت در جامدات بیشتر از گازها است.

بخوانید  Marvel's Spider-Man بیش از 1.5 میلیون نسخه بر روی رایانه شخصی فروخته است

سرعت صوت در مایعات: چگالی مایع بالاتر از چگالی گاز است. در نتیجه، فاصله بین مولکول‌ها در مایعات بیشتر از جامدات اما کمتر از گازها است. درنتیجه سرعت صوت در مایعات حد وسط سرعت صوت در جامدات و گازها است.

سرعت صوت در گاز: سرعت صوت در گازهای ایدئال فقط به دمای آن و ترکیب گاز مربوطه وابسته است. البته، به منظور محاسبه سرعت صوت در هوای معمولی می‌توان آن را گاز کامل در نظر گرفت. در گفت‌وگوهای مرسوم روزمره، منظور از سرعت صوت، سرعت موج صوتی در هوا است.

سرعت صوت در خلاء: صوت یک موج مکانیکی است و برای انتشار به محیط مادی نیاز دارد. ازآنجا که هیچ ذره‌ای در خلاء وجود ندارد، سرعت صوت در خلأ صفر متر بر ثانیه است.

در ادامه سرعت صوت در مواد مختلف به نقل از وب سایت آورده شده است.