La velocità del suono

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May 18, 2022

La velocità del suono è la velocità con cui viaggiano le onde sonore La velocità varia a seconda del mezzo in cui viaggiano le onde. Le proprietà che determinano la velocità del suono sono la densità e il modulo di volume. Il suono viaggia più velocemente attraverso liquidi e oggetti solidi. Inoltre, la velocità del suono aumenta con la temperatura. La velocità del suono in un normale mezzo di aria secca a (20°C 68°F) è stimata in 343 metri al secondo, o (1.125 piedi/secondo). Sono 1.235 chilometri orari (768 mph), o un miglio ogni cinque secondi. La relazione tra la velocità del suono e la frequenza f {\ displaystyle f} e lunghezza d'onda λ {\ displaystyle \ lambda \,} lei: v λ f {\ displaystyle v \ lambda \; f} Si applica nel caso del suono come si applica nel caso della luce o delle onde elettromagnetiche, rilevando che la velocità del suono v è sostituita dalla velocità della luce c nei casi di propagazione della luce o di propagazione dell'onda elettromagnetica.

Storia

I Principi di Sir Isaac Newton del 1687 calcolarono la velocità del suono nell'aria a 979 piedi al secondo (298 m/s), un calo di circa il 15%. Il motivo della discrepanza è principalmente dovuto all'abbandono dell'effetto (allora sconosciuto) delle temperature che fluttuano rapidamente sull'onda sonora (in termini moderni la compressione dell'onda sonora e l'espansione dell'aria sono un processo adiabatico piuttosto che un processo isotermico). Questo errore fu poi corretto da Laplace.Nel XVII secolo furono fatti diversi tentativi di misurare con precisione la velocità del suono, compresi quelli di Marin Mersenne nel 1630 (1.380 piedi parigini al secondo), Pierre Gassendi nel 1635 (1.473 piedi parigini al secondo). , e Robert Boyle (1125. Piedi parigini al secondo). Nel 1709 il reverendo William Derham, presidente dell'Università di Upminster, pubblicò una misura più accurata della velocità del suono, a 1.072 piedi parigini al secondo. (Il piede parigino era di 325 mm. Questo è più lungo del "piede internazionale" standard di uso comune oggi, che è stato formalmente definito nel 1959 come 304,8 mm, rendendo la velocità del suono 20 ° m (68 ° F) 1.055 piedi parigini per secondo). Durham ha utilizzato un telescopio dalla torre della chiesa di San Lorenzo a Upminster per osservare il lampo di una pistola in lontananza che veniva sparata, quindi ha misurato il tempo fino a quando non ha sentito uno sparo con un pendolo di mezzo secondo. Altri colpi di pistola sono stati misurati da una serie di punti di riferimento locali, tra cui la chiesa di North Okendon. La distanza era nota come triangolazione e quindi veniva calcolata la velocità percorsa dal suono.

Concetti di base

La trasmissione del suono può essere illustrata utilizzando un modello costituito da un gruppo di corpi sferici interconnessi da una molla. In termini fisici reali, le sfere rappresentano le particelle di materia