Из результатов наших опытов следует, что мягкие и пористые тела очень плохо проводят звук. Поэтому, чтобы защитить помещение от проникновения посторонних звук, его стены, пол и потолок прокладывают прослойками звукопоглощающих материалов.
Таким образом, звуковые волны распространяются в твёрдых телах, жидкостях и газах, но не могут распространяться в безвоздушном пространстве, то есть в вакууме.
Звуковые волны, так же, как и механические, характеризуются скоростью распространения. Именно поэтому во время грозы мы сначала видим вспышку молнии и лишь через некоторое время до нас доносятся раскаты грома.
Но гром и молния происходят в один и тот же момент времени, а запаздывание возникает из-за того, что скорость звука в воздухе существенно меньше скорости света, идущего от молнии. Вы знаете, что скорость света относится к фундаментальным физическим постоянным и примерно равна 300 000 км/с. Поэтому вспышку молнии мы видим практически в момент её возникновения. А вот звук грома доходит до нас со скоростью примерно в 340 м/с.
Кстати, первые попытки экспериментально определить скорость звука начались ещё в начале семнадцатого века. В трактате «Новый Органон» Фрэнсис Бэкон указал на возможность определения скорости звука путём сравнения времени, между вспышкой света и звуком выстрела.
В 1636 году французский физик Марен Мерсенн предпринял первые попытки экспериментального определения скорости звука. Для этого производился выстрел из пушки, а затем измерялось время, прошедшее между моментами, когда наблюдатель замечал вспышку, и моментом, когда до него доносился отзвук выстрела. Разделив расстояние, покрытое звуковой волной за полученное время, учёный получил скорость звука, равную 450 м/с.
Более точные измерения были произведены в Италии в 1660 году. На это раз для опыта друг напротив друга были поставлены две пушки. Первая пушка производила выстрел, после чего измерялось время между вспышкой и моментом, когда звук выстрела достигал второй пушки. Затем, аналогичные измерения делали и для второй пушки. В качестве скорости звука было определено расстояние между пушками, делённое на среднее время экспериментов. Таким образом исключалось влияние ветра на скорость распространения звука.
Лишь в 1809 году Пьер-Симоном де Лапласом была получена формула для теоретических расчётов скорости звука в воздухе.
— А от чего зависит скорость звука?
Конечно же скорость звука зависит от того, в какой среде он распространяется. Как показали различные измерения, скорость звука в твёрдых телах и жидкостях гораздо больше, чем в воздухе.
Благодаря тому, что твёрдые тела хорошо проводят звуковые волны, возможно обучение глухих людей игре на музыкальных инструментах и танцам. Вибрация пола, корпуса музыкального инструмента позволяет глухим людям распознавать музыкальные такты и даже ноты. А в давние времена в крепостных стенах помещали «слухачей», которые по звуку, передаваемому землёй, могли определить, ведёт ли враг подкоп к стенам или нет. Слухачи часто использовались во время войн. Но с появлением радиолокации профессия отмерла. Однако есть несколько интересных историй, одна из которых связана с блокадой Ленинграда, где для работы на акустических аппаратах были задействованы незрячие люди, обладающие исключительным слухом. Уже в первые месяцы службы им удалось добиться огромных успехов. Они узнавали о приближении фашистских самолётов за несколько десятков километров до того, как те появлялись в небе над Ленинградом. При этом слепые слухачи легко отличали советские самолёты от немецких и, более того, по шуму мотора сообщали зенитчикам тип приближающихся самолётов. Так как самолёты тогда летали медленнее, чем сейчас, то времени для подготовки к отражению налёта у зенитчиков было предостаточно.
Скорость звука зависит и от температуры среды: с увеличением температуры она возрастает, и наоборот. Конечно, в рамках небольшого изменения температуры скорость меняется незначительно. На качественном уровне этот факт можно объяснить тем, что при низких температурах скорость молекул газа меньше и процесс переноса колебательного процесса молекул также уменьшается.
Поскольку звук — это волна, то для определения его скорости можно пользоваться формулами:
Закрепления материала.
