Швидкість поширення звуку у металі. Звук у різних середовищах - Гіпермаркет знань

Вступ.

Концепція звукузазвичай асоціюється у нас зі слухом і, отже, з фізіологічними процесами у вухах, і навіть з психологічними процесами у мозку (там відбувається переробка відчуттів, які у органи слуху). Крім того, під звукомми розуміємо фізичне явище, що викликає дію наші вуха, саме поздовжні хвилі. Якщо такі пружні хвилі, що розповсюджуються в повітрі, мають частоту в межах від 16 до 20000 Гц, то, досягнувши людського вуха, вони викликають відчуття звуку. Відповідно пружні хвилі в будь-якому середовищі, що мають частоту, укладену в зазначених межах, називають звуковими хвилямиабо просто звуком. Пружні хвилі з частотами, меншими за 16 Гц, називають інфразвуком; хвилі з частотами, що перевищують 20000 Гц, називають ультразвуком. Інфра- та ультразвуки людське вухо не чує.

Для людини, що слухає, відразу стають очевидними дві характеристики звуку, а саме його гучність і висота. Гучністьпов'язана з інтенсивністю звукової хвилі, яка пропорційна квадрату амплітуди хвилі. Висотазвуку показує, чи він високим, як у скрипки чи віолончелі, чи низьким, як звук великого барабана чи басової струни. Фізичною величиною, що характеризує висоту звуку є частота коливань звукової хвилі, що вперше помітив Галілей. Чим менша частота, тим нижча висота звуку, а чим більша частота, тим звук вищий.

Однією з важливих характеристик звуку є його швидкість. Швидкість звуку – це швидкість поширення звукових хвиль у середовищі. У газах швидкість звуку менше, ніж у рідинах, а рідинах менше, ніж у твердих тілах (причому для поперечних хвиль швидкість завжди менше, ніж поздовжніх). Швидкість звуку в газах та парах від 150 до 1000 м/с, рідинах від 750 до 2000 м/с, у твердих тілах від 2000 до 6500 м/с. У повітрі за нормальних умов швидкість звуку 330 м/с, у воді - 1500 м/с.

Також у рефераті розглядається ефект, існування якого у 1842 року вказав КРИСТІАН ДОПЛЕР (Допплер) (Doppler) (1803-53), австрійський фізик та астроном. Пізніше цей ефект названо його ім'ям.

1. Швидкість звукових хвиль у різних середовищах.

Ми зазвичай вважаємо, що звук поширюється у повітрі, тому що, як правило, саме повітря контактує з нашими барабанними перетинками, і його коливання змушують вагатися ці перетинки. Проте звукові хвилі можуть поширюватися й інших речовинах. Удари двох каменів один про одного плавець може чути, перебуваючи під водою, оскільки коливання передаються юшці водою. Якщо прикласти вухо до землі, можна почути наближення поїзда чи трактора. В цьому випадку земля не впливає безпосередньо на ваші барабанні перетинки. Однак поздовжню хвилю, що розповсюджується в землі, називають звуковою хвилею, оскільки її коливання призводять до коливань повітря у зовнішньому вусі. Справді, поздовжні хвилі, що розповсюджуються у будь-якому матеріальному середовищі, часто називають звуковими. Очевидно, звук не може поширюватися за відсутності речовини. Наприклад, не можна почути брязкіт дзвона, що знаходиться всередині судини, з якої викачано повітря [досвід Роберта Бойля (1660 рік)].

Швидкість звукуу різних речовинах має різні значення. У повітрі при температурі 0 про C та тиск 1 атм звук поширюється зі швидкістю 331,3 м/с. У повітрі та інших газоподібних та рідких середовищах швидкість залежить від модуля всебічного стиснення Bі густини середовища (речовини) r:

У гелії, щільність якого значно менша, ніж щільність повітря, а модуль всебічного стиснення майже такий самий, швидкість звуку більша втричі. У рідинах і твердих тілах, які значно менш стисливі і, отже, мають значно більші модулі пружності, швидкість відповідно більша. Значення швидкості звуку різних речовин наведені в таблицях 1.1, 1.2, 1.3; вони найбільше залежать від температури (див. таблиці 1.4, 1.5), однак ця залежність істотна тільки для газів і рідин. Наприклад, у повітрі при підвищенні температури на 1 о C швидкість звуку зростає приблизно на 0,60 м/с:

u»(331+0,60T) м/с,

де T-температура про C. Наприклад, при 20 про C ми маємо:

u» м/с = 343 м/с.

2. Ефект Доплера в акустиці.

Ви могли помітити, що висота звуку сирени пожежної машини, що рухається з великою швидкістю, різко падає після того, як ця машина пронесеться повз вас. Можливо, ви помічали також зміну висоти сигналу автомобіля, що проїжджає на великій швидкості повз вас. Висота звуку двигуна гоночного автомобіля теж змінюється, коли він проїжджає повз спостерігача. Якщо джерело звуку наближається до спостерігача, висота звуку зростає в порівнянні з тим, коли джерело звуку спочивало. Якщо джерело звуку віддаляється від спостерігача, то висота звуку знижується. Це явище називається ефектом Доплераі має місце всім типів хвиль. Розглянемо тепер причини його виникнення та обчислимо зміну частоти звукових хвиль, обумовлену цим ефектом.

Ефект Доплера: а - обидва спостерігачі на тротуарі чують звук сирени, що стоїть на місці пожежної машини на одній і тій же частоті; б - спостерігач, якого наближається пожежна машина, чує звук вищої частоти, а спостерігач, від якого машина віддаляється, чує нижчий звук.

Розглянемо для конкретності пожежний автомобіль, сирена якого, коли автомобіль стоїть на місці, випромінює звук певної частоти у всіх напрямках, як показано на рис. 2.1,а. Нехай тепер пожежний автомобіль почав рухатись, а сирена продовжує випускати звукові хвилі на тій самій частоті. Однак під час руху звукові хвилі, що випускаються сиреною вперед, розташовуватимуться ближче один до одного, ніж у випадку, коли автомобіль не рухався, що і показано на рис. 2.1,б. Це відбувається тому, що в процесі свого руху пожежний автомобіль наздоганяє випущені раніше хвилі. Таким чином, спостерігач біля дороги помітить більше хвильових гребенів, що проходять повз нього в одиницю часу, і, отже, для нього частота звуку буде вищою. З іншого боку, хвилі, що розповсюджуються за автомобілем, будуть далі відстояти один від одного, оскільки автомобіль як би «відривається» від них. Отже, за одиницю часу повз спостерігач, що знаходиться позаду автомобіля, пройде менше хвильових гребенів, і висота звуку буде нижче.

Рис. 2.2.

Щоб визначити зміни частоти, скористаємося рис. 2.2. Вважатимемо, що в нашій системі відліку повітря (або інше середовище) спочиває. На рис. 2.2 джерело звуку (наприклад, сирена) перебуває у спокої. Показані послідовні гребені хвиль, причому один із них щойно випущений джерелом звуку. Відстань між цими гребенями дорівнює довжині хвилі l. Якщо частота коливань джерела звуку дорівнює |, то час, що минув між випромінюваннями хвильових гребенів, дорівнює

T= 1/|.

На рис. 2.3 джерело звуку рухається зі швидкістю uіст. За час T (воно щойно було визначено) перший гребінь хвилі пройде відстань d =uT, де u- швидкість звукової хвилі в повітрі (яка, звичайно, буде та сама незалежно від того, рухається джерело чи ні). За цей час джерело звуку переміститься на відстань dіст = uіст T. Тоді відстань між послідовними гребенями хвилі, що дорівнює новій довжині хвилі l`, запишеться у вигляді

l` = d + dіст = ( u +uіст) T= (u +uіст) / |,

оскільки T= 1/|. Частота хвилі дається виразом

¦`= u/l` = u¦/ ( u +uіст),

¦` = / (1 +uіст /u) [джерело звуку віддаляється від спостерігача, що покоїться].

Оскільки знаменник дробу більше одиниці, ми маємо |<¦. Например, если источник создаёт звук на частоте 400 Гц, когда он находится в покое, то, когда источник начинает двигаться в направлении от наблюдателя, стоящего на месте, со скоростью 30 м/с, последний услышит звук на частоте (при температуре 0 о C)

? = 400 Гц / 1 + (30 м / с) / (331 м / с) = 366,64 Гц.

Нова довжина хвилі для джерела, що наближається до спостерігача зі швидкістю uіст, дорівнюватиме

l` = d - dіст.

У цьому частота ¦` дається виразом

¦` = / (1 -uіст /u) [джерело звуку наближається до спостерігача, що покоїться].

Ефект Доплера виникає також у тому випадку, коли джерело звуку спочиває (щодо середовища, в якому поширюються звукові хвилі), а спостерігач рухається. Якщо спостерігач наближається до джерела звуку, він чує звук більшої висоти, ніж джерелом. Якщо ж спостерігач віддаляється від джерела, звук здається йому нижче. Кількісно зміна частоти тут мало відрізняється від випадку, коли джерело рухається, а спостерігач спочиває. У цьому випадку відстань між гребенями хвилі (довжина хвилі l) не змінюється, а змінюється швидкість руху гребенів щодо спостерігача. Якщо спостерігач наближається до джерела звуку, то швидкість хвиль щодо спостерігача дорівнюватиме u` = u + uнабл, де u- швидкість поширення звуку в повітрі (ми припускаємо, що повітря спочиває), а uнабл - швидкість спостерігача. Отже, нова частота дорівнюватиме

¦`= u` /l = (u + uнабл)/ l,

або, оскільки l= u /¦,

`` = (1 +uнабл /u) | [спостерігач наближається до джерела звуку, що покоїться].

У разі ж, коли спостерігач віддаляється від джерела звуку, відносна швидкість дорівнюватиме u` = u - uнабл,

? = (1 -uнабл /u) [спостерігач віддаляється від джерела звуку, що покоїться].

Якщо звукова хвиля відбивається від перешкоди, що рухається, то частота відбитої хвилі через ефект Доплера буде відрізнятися від частоти падаючої хвилі, тобто. відбудеться так зване доплерівське зрушення частоти. Якщо падаючу і відбиту звукові хвилі накласти один на одного, то виникне суперпозиція, а це призведе до биття. Частота биття дорівнює різниці частот двох хвиль. Такий прояв ефекту Доплера широко використовується в різних медичних приладах, що використовують, як правило, ультразвукові хвилі в діапазоні мегагерц частот. Наприклад, відбиті від червоних кров'яних тілець ультразвукові хвилі можна використовувати визначення швидкості кровотоку. Аналогічним чином цей метод можна застосовувати виявлення руху грудної клітини зародка, і навіть для дистанційного контролю над серцебиттями. Слід зауважити, що ефект Доплера лежить також в основі методу виявлення за допомогою радара автомобілів, які перевищують швидкість руху, але в цьому випадку використовуються електромагнітні (радіо) хвилі, а не звукові.

Точність співвідношень (2.1) та (2.2) знижується, якщо uіст або uнаближаються до швидкості звуку. Це з тим, що зміщення частинок середовища не буде пропорційно повертає силі, тобто. виникнуть відхилення від закону Гука, тому більшість наших теоретичних міркувань втратить силу.

Висновок.

Звук поширюється у вигляді поздовжньої хвилі у повітрі та інших середовищах. Швидкість звуку повітря збільшується зі зростанням температури; при 0 про З вона дорівнює приблизно 331 м/с.

Ефект Доплера полягає в тому, що рух джерела звуку чи слухача викликає зміну висоти звуку. Характерний будь-яких хвиль (світло, звук тощо. буд.). При наближенні джерела до приймача lзменшується, а при видаленні зростає на величину l - lпро = nlпро /c, де lпро - довжина хвилі джерела, c- швидкість поширення хвилі, n- Відносна швидкість руху джерела. Іншими словами, якщо джерело звуку та слухач зближуються, то висота звуку зростає; якщо ж вони віддаляються один від одного, то висота звуку знижується.

Список літератури.

1. Велика енциклопедія Кирила та Мефодія 2001 (2 CD-ROM).

2. Джанколі Д. Фізика: У 2-х т. Т. 1: Пров. з англ. - М.: Світ, 1989. - 656 с., Іл.

3. Єнохович А. С. Короткий довідник з фізики. - 2-ге вид., Перераб і доп. - М.: Вища школа, 1976. - 288с., Іл.

4. Савельєв І. В. Курс загальної фізики: Навч. допомога. У 3-х т. Т. 2. Електрика та магнетизм. Хвилі. Оптика. - 3-тє вид., Випр. - М.: Наука. Гол. ред. фіз.-мат. літ., 1988. - 496 с., Іл.

прикладна програмаA.

прикладна програмаB.

Таблиці.

Примітка.Температурний коефіцієнт швидкості звуку показує, на скільки метрів в секунду збільшується швидкість звуку в речовині при підвищенні температури на 1 о C. Знак мінус показує, що дана рідина має негативний температурний коефіцієнт швидкості. Це означає, що зі збільшенням температури швидкість звуку рідини зменшується. Виняток - вода, при підвищенні температури від 0 до 74 о C швидкість звуку в ній збільшується. Найбільша швидкість звуку у воді при 74 ° C дорівнює 1555,5 м/с.

ШВИДКІСТЬ ЗВУКУ

ШВИДКІСТЬ ЗВУКУ

Переміщення серед пружною за умови, що її профілю залишається незмінною. Швидкість гармонійної хвилі зв. також фазовою швидкістю звуку. Зазвичай С. з.- величина стала для даного в-ва при заданих зовніш. умовах і залежить від частоти хвилі та її амплітуди. У тих випадках, коли виявляється різною для різних частот, говорять про дисперсію звуку.

Для газів і рідин, де поширюється зазвичай адіабатично (тобто зміна темп-ри, пов'язане зі стисками і розрядження в звук. хвилі, не встигає вирівнюватися за період), С. з. виражається так:

з =? (Kад / r) =? (1 / badr).

с=?(gp0/r)=?(gRT/m). (Ф-ла Лапласа),

де g=Cp/Cv - відношення теплоємностей при постійних тиску та об'ємі, р0 - середнє в середовищі, R - універс. , m – мовляв. газу. З. з. у газах менше, ніж у рідинах, а в рідинах менше, як правило, ніж у тб. тілах, тому при зрідженні газу С. з. зростає. Нижче наведено значення С. з. (м/с) для деяких газів і рідин, причому в тих випадках, коли є дисперсія С. з., наведені її значення для малих частот, коли період звукової хвилі більше, ніж релаксації.

ШВИДКІСТЬ ЗВУКУ В ГАЗАХ ПРИ 0°С І ТИСКУ 1 ATM

Азот............... 334

Кисень........... 316

Повітря ………… … 331

Гелій............. … 965

Водень.......... 1284

Метан ............. ... 430

Аміак............ .. 415

З. з. в газах росте зі зростанням темп-ри і тиску (при кімнатній темп-ре відносить. Зміна С. з. в повітрі становить приблизно 0,17% при зміні темп-ри на 1 ° С). У рідинах С. з., як правило, зменшується зі зростанням темп-ри на дек. м/с на 1°З;

ШВИДКІСТЬ ЗВУКУ В РІДИНАХ ПРИ 20°С

Вода........………………..... 1490

Бензол..........………………. 1324

Спирт етиловий.....…………. 1180

Ртуть..............…………………. 1453

Гліцерин....………………..... 1923

винятком із цього правила явл. вода, в якій С. з. збільшується зі зростанням темп-ри і досягає максимуму при темп-рі 74 ° С, а з подальшим зростанням темп-ри зменшується. Зі збільшенням тиску С. з. у воді збільшується приблизно 0,01% на 1 атм. У морській воді С. з. збільшується зі зростанням темп-ри, солоності та глибини, що визначає хід звук. променів у морі, зокрема існування підводного звукового каналу.

З. з. у сумішах газів чи рідин залежить від концентрації компонентів суміші.

З. з. в ізотропних тб. тілах визначається модулями пружності в-ва та її щільністю. У необмеженій тб. середовищі поширюються поздовжні та зсувні (поперечні), причому фазова С. з. для поздовжньої хвилі дорівнює:

а для зсувної:

де Е – модуль Юнга, G – модуль зсуву, v – коеф. Пуассона, К – модуль об'ємного стиску. Швидкість поширення поздовжніх хвиль завжди більша, ніж швидкість зсувних хвиль (див. табл.). У тб. тілах обмеж. розмірів є та інших. типи хвиль, напр. , швидкість яких брало менше сl і ct. У пластинах, стрижнях та ін. тб. хвилеводи поширюються, швидкість яких брало визначається не тільки хар-ками в-ва, а й геом. параметрами тіла. З. з. для поздовжньої хвилі в тонкому стрижні дорівнює сl ст=?(Е/r). У монокрист. тб. тілах С. з. залежить від напрямку поширення хвилі щодо кристалографії. осей. У багатьох в-вах С. з. залежить від наявності сторонніх домішок. У металах та сплавах С. з. істотно залежить від обробки, якої вони були піддані (прокат, кування, відпал і т. п.). У п'єзоелектриках та сегнетоелектриках С. з. визначається як модулями пружності, а й пьезомодулями, і навіть може залежати від напруженості электрич. поля.

ШВИДКІСТЬ ЗВУКУ У ДЕЯКИХ ТВЕРДИХ РЕЧОВИНАХ

У феромагнетиках С. з. залежить від напруженості магн. поля.

Вимірювання С. з. використовується визначення багатьох св-в в-ва, таких, як стисливість газів і рідин, твердих тіл, дебаевская темп-ра та інших. Вимірювання малих змін З. з. явл. відчуває. методом визначення наявності домішок у газах та рідинах. У тб. тілах виміру С. з. та її залежності від різних факторів дозволяють досліджувати зонну структуру напівпровідників, будову Фермі поверхонь у металах та ін. Ряд контрольно-виміряє. застосувань УЗ у техніці осн. на вимірах С. з.

Фізичний енциклопедичний словник. - М: Радянська енциклопедія. Головний редактор А. М. Прохоров. 1983 .

ШВИДКІСТЬ ЗВУКУ

Швидкість поширення серед пружної хвилі. з у напрямку осі х,звуковий тиск рможна уявити у вигляді р = р(х - ct),де t -час. Для плоскої гармонія, хвилі в середовищі без дисперсії та С. з. виражається через частоту w і kф-лой с= w/k. Зі швидкістю зпоширюється гармонійний. хвилі, з зв. також фазової С. з. У середовищах, в яких брало форма довільної хвилі змінюється при поширенні, гармоній. хвилі проте зберігають свою форму, але фазова швидкість виявляється різною для різних частот, дисперсія звуку. У цих випадках користуються також поняттям груповий швидкості.При великих амплітудах пружної хвилі з'являються нелінійні ефекти (див. Нелінійна акустика),що приводять до зміни будь-яких хвиль, у т. ч. і гармонійних: швидкість поширення кожної точки профілю хвилі залежить від величини тиску в цій точці, зростаючи зростанням тиску, що і призводить до спотворення форми хвилі.

Швидкість звуку в газах та рідинах.У газах і рідинах звук поширюється як об'ємних хвиль стиснення - розрядження. Якщо процесрозповсюдження відбувається адіабатично (що, як правило, і має місце),т. е. зміна темп-ри в звуковій хвилі не встигає вирівнюватися і за 1 / 2 , періоду тепло з нагрітих (стислих) ділянок не встигає перейти до холодних (розріджених), то С. з. дорівнює , де Р -тиск у речовині, - його щільність, а індекс sпоказує, що похідна береться за постійної ентропії. Ця З. з. зв. адіабатичної. Вираз для З.

де Допекло – адіабатич. модуль всебічного стиснення речовини, - адіабатич. стисливість, - Ізотерміч. стисливість = - відношення теплоємностей при постійних тиску та об'ємі.

В ідеальному газі , де R = = 8,31 Дж/моль*К - універсальна постійна газова, Т -абс. -Молекулярна маса газу. Це т.з. л а п л а сова С. з. У газі вона збігається за порядком величини із середньою тепловою швидкістю руху молекул. Величину називають н ю т о н о вої С. з., вона визначає С. з. при ізотерміч. процесіпоширення, який може мати місце на дуже низьких частотах. У більшості випадків С. з. відповідає лапласове значення.

З. з. в газах менше, ніж у рідинах, а в рідинах, як правило, менше, В ідеальних газах при заданій температурі С. з. не залежить від тиску і росте зі зростанням темп-ри як . Зміна С. з. одно , де і - малі збільшення швидкості н темп-ри в порівнянні з їх значеннями зі Т.При кімнатній температурі відносить. зміна С. з. у повітрі становить приблизно 0,17% на 1 К. У рідинах С. з., як правило, зменшується зі зростанням температури і зміна її становить, напр.. для ацетону -5,5 м/с * К, для етилового спирту -3 ,6 м/с * До. Винятком із цього правила є вода, в к-ройС. з. при кімнатній температурі збільшується зі зростанням температури на 2,5 м / с * К, Табл. 1- Швидкість звуку деяких газах при °С*

* Значення швидкості дано для нормального тиску.

Табл. 2- Швидкість звуку у деяких рідинах при 20 °С

У морській воді С. з. залежить від темп-ри, солоності та глибини. Ці залежності мають складний вигляд. Для розрахунку С. з. у морі використовуються таблиці, розрахованіпо емпірію, ф-лам. Оскільки темп-pa, тиск, котрий іноді солоність змінюються з глибиною, то З. з. в океані є ф-цією глибини c(z).Ця залежність істотно визначає характер поширення звуку в океані (див. Гідроакустика).Зокрема, вона визначає існування підводного звукового каналу,положення осі до-рого та ін. Показники залежать від пори року, часу доби і від географія, розташування.

У зріджених газах С. з. збільшується при тій же темп-рі: напр., в газоподібному азоті при темп-ре -195 ° С вона дорівнює 176 м / с, в рідкому азоті при тій же темп-ре 859 м / с, в газоподібному і рідкому гелії при -269 ° З відповідно 102 м/с та 198 м/с.

З. з. у сумішах газів або рідин залежить від концентрації компонентів. , в до-рой як взята суміші, що визначається молекулярними масами компонентів з урахуванням їх концентрації. У рідких сумішах залежність С. з. від концентрації компонентів має досить складний характер, який пов'язаний з видом міжмолекулярних взаємодій. Так, у спиртоводних і кислотоводних сумішах при нек-ройконцентрації є максимум С. вимір С. з. може використовуватися для визначення та контролю концентрації компонентів сумішей і розчинів.

У рідкому гелії С. з. збільшується при зниженні темп-ри. При фазовому переході в надплинний стан виникає злам на кривій залежності. з. від темп-ри.

У багатоатомних газах та практично у всіх рідинах є дисперсіяС. з., причому у рідинах вона проявляється на високих УЗ-і гіперзвукових частотах.

У гумах, полімерах та каучуках С. з. залежить від хім. складу та щільності упаковки макромолекул і росте зі збільшенням частоти; в матеріалах цього типу з меншою щільністю і С. з. менше, напр. у силіконовому каучуку С. Швидкість звуку у твердих тілах. У необмеженому твердому середовищі поширюються поздовжні та зсувні (поперечні) пружні хвилі. В ізотропномтвердому тілі фазова швидкість для поздовжньої хвилі

для зсувної хвилі

де Е -модуль Юнга G -модуль зсуву - коеф. Пуассона, К -модуль об'ємного стискування. Швидкість поширення поздовжніх хвиль завжди більше, ніж швидкість зсувних хвиль, причому зазвичай виконується співвідношення . Значення з lі c tдля деяких ізотропних твердих тіл наведені в табл. 3.

Табл. 3 -Швидкість звуку в деяких твердих ізотропних тілах

У монокристалах С. з. залежить від напряму поширення хвиль у кристалі (див. Кристаллоакустика).У тих напрямках, у яких можливе поширення суто поздовжніх і суто поперечних хвиль, в загальному випадку є одне значення з lі два значення c t.Якщо значення c tрізні, то відповідні хвилі іноді зв. швидкої та повільної поперечними хвилями. У загальному випадку для кожного напрямку поширення хвилі в кристалі можуть існувати три змішані хвилі з різними швидкостями поширення, які визначаються відповідними комбінаціями модулів пружності, причому вектори коливань. У багатьох. речовини С. з. залежить від наявності сторонніх домішок. У напівпровідниках і діелектриках С. з. чутлива до концентрації домішок; так, при легуванні напівпровідника домішкою, що збільшує кількість носіїв струму, С. з. зменшується зі збільшенням концентрації; зі збільшенням темп-ри З. з. слабо збільшується.

У металах та сплавах С. з. істотно залежить від попередньої механічної і термообробки: прокат, кування, відпал і т. п. Частково це явище пов'язане з дислокаціями, наявність яких брало також впливає на С. з.

Табл. 4 - Швидкість звуку у деяких монокристалах

У металах, як правило, С. з. зменшується зі зростанням темп-ри. При переході металу в надпровідний стан характер залежності інший: величина дс/дТу точці переходу змінює знак. У сильних магн. полях проявляються деякі ефекти в залежності С. з. від магн. поля, які відображають особливості поведінки електронів в монокристалі металу. Так, при поширенні звуку за деякими напрямками в кристалі з'являються С. з. какф-ції магн. поля. Вимірювання залежності С. з. від магн. поля відчуває. У п'єзоелектрикахі сегнетоелектрикахнаявність електромеханіч. Аналогічне явище спостерігається і в магнітострикційні матеріали,де наявність магнітопружного зв'язку призводить, крім того, до появи помітної залежності С. з. від напруженості магн. поля, обумовленої т. -ефектом, від величини магн. поля н.ЗміниС. з. зі зростанням Нможуть досягати дек. відсотків (іноді до десятків відсотків). Така сама залежність С. з. від напруженості електрич. поляспостерігається в сегнетоелектриках. При дії на статич. моханич. В обмежених твердих тілах крім поздовжніх і поперечних хвиль є та інші типи хвиль. Так, уздовж вільної поверхні твердого тіла або вздовж кордону його з ін середовищем поширюються поверхневі акустичні хвилі,швидкість яких брало менше швидкості об'ємних хвиль, характерних для даного матеріалу. Для пластин, стрижнів та ін. твердих акустич. хвилеводівхарактерні нормальні хвилі,швидкість яких визначається не тільки властивостями речовини, але і геометрією тіла. Так, наприклад, С. з. для поздовжньої хвилі в стрижні зі ст, поперечні розміри якого багато менше довжини хвилі звуку, відрізняється від С. з. у необмеженому середовищі з l(Табл. 3):

Методи виміру С. Дифракція світла на ультразвуку). наиб. точність відносить. вимірювань порядку 10 -5 % (напр., щодо залежності зоттемп-ри чи магн. поля пли від концентрації домішок чи дефектів).

Вимірювання С. з. використовуються визначення мн. властивостей речовини, таких, як Молекулярна акустика). Визначення малих змін С. з. є відчуває. методом фіксування домішок у газах та рідинах. У твердих тілах вимір З. Літ.:Ландау Л. Д., Л і ф ш і ц Е. М., Теорія пружності, 4 видавництва, М., 1987; їх же, Гідродинаміка, 4 видавництва, М., 1988; Бергман Л., Ультразвуки його застосування в науці та техніці, пров. з ньому., 2 видавництва, М., 1957; МихайловІ. Р., Соловйов Ст А., Сирников Ю. П., Основи молекулярної акустики, М.,1964; Таблиці для розрахунку швидкості звуку в морській воді, Л., 1965; Фізична акустика, за ред. У. Мезона, пров. з англ., т. 1, ч. А, М., 1966, гол. 4; т.т. 4, ч. Би, М., 1970, гол. 7; Колесников А. Е., Ультразвукові виміри, 2 видавництва, М., 1982; Т р у е л л Р., Ельбаум Ч., Ч і к Б., Ультразвуковіметоди у фізиці твердого тіла, пров. з англ., М., 1972; Акустичні, А. Л. Полякова.

Фізична енциклопедія. У 5-ти томах. - М: Радянська енциклопедія. Велика Радянська Енциклопедія

Швидкість поширення звукових хвиль у середовищі. У газах швидкість звуку менше, ніж у рідинах, а рідинах менше, ніж у твердих тілах (причому для зсувних хвиль швидкість завжди менше, ніж поздовжніх). швидкість звуку в газах та парах від… … Великий Енциклопедичний словник

швидкість звуку- Швидкість поширення акустичних хвиль 1. Швидкість поширення пружної хвилі в середовищі. Одиниця виміру м/с 2. Фазова чи групова швидкість акустичної хвилі в недисперсійному матеріалі для даного напряму поширення. )