سرعت صوت چقدر است؟

بيتوته/ هرگاه صوتي پديد آيد، حتماً جسمي در آنجا به حالت ارتعاش درآمده است، جسمي که پيوسته مي لرزد و به اين سو و آن سو حرکت مي کند. سرعت صوت هرگاه صوتي پديد آيد، حتماً جسمي در آنجا به حالت ارتعاش درآمده است، جسمي که پيوسته مي لرزد و به اين سو و آن سو حرکت مي کند. پس صدا بر اثر « ارتعاش » اجسام پديد مي آيد. انتشار موج سرعت صوت فاصله اي است که يک موج صوتي در مدت زمان يک ثانيه در يک سيال مي پيمايد. سرعت صوت مشخص مي کند که اين موج در بازهٔ مشخصي از زمان چه مسافتي را طي مي کند. در هواي خشک و در دماي ۲۰ درجه سانتي گراد (۶۸ درجه فارنهايت)، سرعت صوت ۳۴۳٫۲ متر بر ثانيه (۱۱۲۶ فوت بر ثانيه)، ۱۲۳۶ کيلومتر بر ساعت (۷۶۸ مايل بر ساعت) يا به طور تقريبي، يک کيلومتر در سه ثانيه يا تقريباً يک مايل در پنج ثانيه است. در ديناميک سيالات، سرعت صوت در يک سيال (گاز يا مايع)، به عنوان يک ابزار حساب گري نسبي خود سرعت استفاده مي شود. سرعت يک شي (فاصله بر زمان) تقسيم بر سرعت صوت در سيال به عنوان عدد ماخ شناخته مي شود. اشيايي که با سرعت بيشتر از يک ماخ حرکت مي کنند، در سرعت هاي سوپرسونيک حرکت مي کنند. علاوه بر اين، صدا بايد از درون چيزي گذر کند. پس براي آنکه صدايي را بشنويم بايد که آن صدا از منبع توليد خود، از درون چيزي بگذرد تا به گوش ما برسد. به آن چيزي که صدا را حمل مي کند واسطه مي گوييم. واسطه مي تواند هر چيزي مانند آب، هوا، اشياي ديگر و يا حتي زمين باشد. سرخ پوست ها گوش خود را به زمين مي چسباندند تا صداهاي دوردست را بشنوند. اگر واسطه اي در کار نباشد هرگز صدايي شنيده نخواهد شد. پس اگر شما بتوانيد « خلاء ايي » بوجود آوريد، يعني جايي که در آن هوا يا هيچ چيز ديگري نباشد، صدا هرگز نمي تواند از ميان آن بگذرد. دليل اين امر آن است که صدا بصورت موج حرکت مي کند. اجسام مرتعش سبب مي شوند تا ذرات مجاور خود را به ارتعاش درآورند. آنگاه هر ذره اي ارتعاش خود را به ذره مجاور خود نيز انتقال مي دهد و بدينگونه است که امواج صوتي پديد مي آيد. چون واسطه هاي صوتي گوناگونند، يعني گاهي چوب، گاهي هوا و گاهي هم ممکن است که آب باشد، از اين رو سرعت صوت نيز مختلف مي گردد. بنابراين، وقتي مي پرسيم سرعت صوت چقدر است، بايد اين سوال را نيز بکنيم که صوت از درون چه چيزي مي خواهد عبور کند. در گفتگوهاي مرسوم روزمره، منظور از سرعت صوت، سرعت موج صوتي در سيالِ هوا است. با اين حال، سرعت صوت از يک ماده به مادهٔ ديگر متفاوت است. صوت در مايعات و جامدات نامتخلخل سريع تر از هوا، حرکت مي کند. مي توان گفت سرعت صوت در آب حدود ۴٫۳ برابر (۱۴۸۴ متر بر ثانيه)، و در آهن تقريباً ۱۵ برابر (۵۱۲۰ متر بر ثانيه) سرعت آن در هواي ۲۰ درجه سانتيگراد است. سرعت صوت در فلزات و جامدات، مايعات، درون محيط هايي که فشردگي هواي آن ها نسبت به محيط آزاد بيشتر است، مناطق سرد و مرطوب و پست تر از دريا، مناطق سرد و مرطوب در کنار دريا، مناطق سرد و مرطوب بالاتر از دريا، مناطق مرطوب بالاتر از دريا نسبت به هواي آزاد در حالت عادي به ترتيب ذکر شده بيشتر است. صوت از محيط هايي که مادي نيستند (در آنجا ماده وجود ندارد) نمي تواند عبور کند. سرعت صوت هنگامي که درجه ي هوا صفر درجه ي سانتي گراد باشد، 330 متر در ثانيه است ( يعني حدود 1200 کيلومتر در ساعت ). حال هر اندازه حرارت هوا بالاتر برود، سرعت صوت هم بيشتر مي شود. سرعت صوت در آب خيلي بيشتر است از آن در هوا. هنگامي که حرارت آب 5/5 درجه ي سانتيگراد است، صوت با سرعت 1435 متر در ثانيه (يا 5160 کيلومتر در ساعت ) در آن حرکت مي کند. در فولاد ، صدا حدود 960، 17 کيلومتر در ساعت، سرعت دارد. ممکن است تصور کنيد که صداي بلند، تندتر از صداي آهسته حرکت مي کند، اما اينطور نيست. چه اوج صدا هرگز روي سرعت آن تاثير ندارد. سرعت صوت تنها بستگي به واسطه اي دارد که صوت از ميان آن عبور مي کند. اگر مي خواهيد درباره ي صوت آزمايش جالبي انجام دهيد، هنگامي که در آب ايستاده ايد دو قطعه سنگ را بهم بزنيد. سپس به زير آب برويد و آن دو قطعه سنگ را دوباره بر هم بکوبيد. متعجب مي شويد که چگونه صدا در زير آب بهتر از بيرون آن، به گوش شما مي رسد. از اين آزمايش به تفاوت واسطه هاي صوتي پي خواهيد برد. شما با اين عمل در مي يابيد که صداي سنگ ها در ميان آب بهتر به گوش شما مي رسد تا وقتي که بيرون آب بوديد و خواستيد که صدا از طريق هوا بشنويد. فرمول سرعت صوت در دماهاي مختلف : V = V0 + 0.6TC در اين فرمول V0 سرعت صوت در دماي صفر درجه که برابر با ۳۳۱٫۴ است و TC برابر است با دماي مورد نظر. با کانال تلگرامي «آخرين خبر» همراه شويد