ฟิสิกส์ - ความเร็วของเสียงในสื่อต่างๆ

บทนำ

ความเร็วของเสียงขึ้นอยู่กับชนิดและคุณสมบัติของสื่อที่กำลังเดินทาง
ความเร็วของเสียงในตัวกลางนั้นขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันของสื่อนั้น
ความเร็วของเสียงจะลดลงเมื่อผ่านจากสถานะของแข็งไปเป็นก๊าซของตัวกลางที่กำหนด
ในสื่อใด ๆ หากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นความเร็วของเสียงก็จะเพิ่มขึ้นเช่นกันและในทางกลับกัน
ยกตัวอย่างเช่นความเร็วของเสียงในอากาศที่ 0 ⁰ C คือ 331 มิลลิวินาที^-1และวันที่ 22 ⁰ C มันเป็น 344 มิลลิวินาที-1
ตารางต่อไปนี้แสดงความเร็วของเสียงในสื่อต่างๆที่ 250 C -

เมื่อความเร็วของวัตถุใด ๆ เกินความเร็วของคลื่นเสียงความเร็วของวัตถุนั้นจะเรียกว่า supersonic speed. ตัวอย่างเช่นความเร็วของกระสุนเครื่องบินเจ็ทเป็นต้น

เมื่อแหล่งกำเนิดเสียงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงกว่าเสียงก็จะสร้างไฟล์ shock waves ในอากาศ.
คลื่นกระแทกมีพลังงานจำนวนมากซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของความกดอากาศในสภาพแวดล้อมทันที
คลื่นกระแทกทำให้เกิดเสียงที่แหลมและดังมากซึ่งเรียกว่า sonic boom.

หากคุณตะโกนหรือปรบมือในบริเวณภูเขา (โดยเฉพาะ) หลังจากนั้นไม่นานคุณจะได้ยินเสียงเดียวกันซึ่งเรียกว่า echo.
ความรู้สึกของเสียงยังคงดำเนินต่อไปในสมองของเราประมาณ 0.1 วินาที ดังนั้นเพื่อให้ได้ยินเสียงสะท้อนที่แตกต่างกันช่วงเวลาระหว่างเสียงต้นฉบับและเสียงสะท้อนต้องมีค่าอย่างน้อย 0.1 วินาที
หากต้องการฟังเสียงสะท้อนที่แตกต่างกันระยะห่างต่ำสุดของสิ่งกีดขวางจากแหล่งกำเนิดเสียงต้องเป็น 17.2 ม. อย่างไรก็ตามระยะห่างนี้มีความแปรปรวนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ

การสะท้อนซ้ำที่ส่งผลให้คลื่นเสียงคงอยู่เรียกว่า reverberation. เช่นในห้องโถงใหญ่ (โดยเฉพาะหอประชุม) จะได้ยินเสียงก้องมากเกินไป
โดยปกติเพดานของคอนเสิร์ตหรือห้องแสดงภาพยนตร์จะมีรูปร่างโค้งเพื่อให้คลื่นเสียงหลังจากการสะท้อนไปถึงทุกมุมของห้องโถง (ดูภาพด้านล่าง)

ช่วงเสียงที่ได้ยินสำหรับมนุษย์นั้นแตกต่างกันไประหว่าง 20 Hz ถึง 20,000 Hz
อย่างไรก็ตามเมื่อคนเราอายุมากขึ้นหูของพวกเขาจะค่อยๆมีความไวน้อยลงเพื่อให้ได้ความถี่เสียงที่สูงขึ้น
เสียงที่มีความถี่น้อยกว่า 20 เฮิรตซ์เรียกว่า infrasonic sound หรือ infrasound.
ปลาวาฬแรดและช้างทำให้เกิดเสียงในช่วงอินฟราซาวนด์
เสียงที่มีความถี่สูงกว่า 20 kHz เรียกว่า ultrasonic sound หรือ ultrasound.
เทคโนโลยีอัลตราซาวด์ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมต่างๆและเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์
ปลาโลมาค้างคาวและปลาโลมาสร้างเสียงอัลตราซาวนด์

เครื่องช่วยฟังเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ช่วยให้คนหูหนวกสามารถฟังได้อย่างถูกต้อง

โซนาร์เป็นอุปกรณ์ขั้นสูงที่ใช้คลื่นอัลตร้าโซนิคเพื่อวัดทิศทางระยะทางและความเร็วของวัตถุใต้น้ำ (เรือดำน้ำ) ความลึกของทะเล ใต้เนินน้ำ หุบเขา; เรือจม เป็นต้น