Звук

Виды звуковых полей

http-equiv=»Content-Type» content=»text/html;charset=UTF-8″>yle=»text-align: justify;»>Звуковые поля имеют несколько  видов. Конечно, они излучаются различными источниками (рояль, вокалист, оркестр, ансамбль и т. п.) и могут иметь очень сложную структуру. Но для упрощения анализа структуры звуковых полей применяют обычно следующую классификацию: звуковое поле сферической волны, плоской и цилиндрической.

Звуковое поле сферической волны

Перед тем как рассматривать этот вид, скажем ещё о двух важных понятиях (фронт звуковой волны и звуковой луч).

Фронт звуковой волны — это поверхность, соединяющая точки среды, находящиеся в одинаковой фазе колебаний (например, круги на воде)

Звуковой луч — это линия, перпендикулярная фронту волны и направленная в сторону распространения звуковых волн.

Итак, сферическая волна относится к области низких частот, где длина звуковой волны велика по отношению к размеру источника. Например, на частоте 40 Гц длина волны составляет 8,5 метров. Практически любой источник звука будет иметь размеры меньше, чем эта длина волны.

Можно считать, что источник сигнала является точечным, а звуковые трёхмерные волны, расходящиеся от него сферические. (См. фото выше)

Фронт такой волны представляет сферу, где в центре источник звука, а звуковые лучи совпадают с радиусами.

Мощность (энергия), излучаемая таким точечным источником, распространяется равномерно по всем направлениям и не меняется при удалении от источника (если только не брать потери на вязкость, теплопроводность и др.)

Звуковое давление в поле сферической волны убывает пропорционально квадрату расстояния от источника.

Это очень важный аспект при записи музыкальных инструментов. Если предположить, что интенсивность меняется одинаково во всех направлениях, то сигналы равноудалённых микрофонов от источника, при прочих равных условиях, одинаковы.

Кроме этого, на низких частотах вблизи источника сигнала звуковое поле сферическое, а давление в нём меняется с изменением расстояния. При близком расположении направленных микрофонов возникает известный эффект (proximity — эффект ближней зоны) — получается гипертрофированная передача низких частот, что в большинстве случаев нежелательно, если только так не задумано автором. Происходит это потому, что разность давлений, действующая на обе стороны диафрагмы, усиливается ещё и разницей в уровнях звукового давления на фронтальной и тыльной стороне микрофона, так как они находятся на разных фронтах сферической волны. Поэтому направленные микрофоны воспринимают низкие частоты по-разному, в зависимости от их расстояния до источника.

Звуковое поле плоской волны

Среднечастотные и тем более высокочастотные составляющие порождают плоские волны.

Когда длина волны становится намного меньше размера источника и когда расстояние до источника увеличивается, то сферическую волну приближенно можно заменить плоской.

Фронт звуковой волны в плоской волне — это звуковые лучи, которые идут параллельно и при этом интенсивность и звуковое давление не зависят от расстояния.

На практике это означает, что звуковое давление уменьшается с расстоянием за счет различных потерь (вязкость среды, теплопроводность и т. д.)

Звуковое поле от любого источника на больших расстояниях можно считать плоским.

Звуковое поле цилиндрической волны

Если источник сильно вытянут в одном направлении (например, звуковая колонка), то вокруг него образуется звуковое поле цилиндрической волны.

Фронт звуковой волны представляет цилиндрические увеличивающиеся поверхности, а звуковые лучи направлены по радиусу цилиндра.

Вывод

Условно можно запомнить следующие:

• на низких частотах и на достаточно близких расстояниях вокруг источника звука образуется сферическая волна
• на высоких частотах и на достаточно больших расстояниях эти же источники создают плоскую звуковую волну
• звуковое давление изменяется от расстояния и зависит от структуры звукового поля (особенно это актуально с описанным выше proximity — эффектом ближней зоны).

Спасибо, что читаете New Style Sound. Подписывайтесь (RSS-лента) и делитесь с друзьями.

Что такое Герц (Hz)?

Герц – единица для обозначения частоты периодических процессов (в нашем случае – частота звуковых колебаний) в Международной системе единиц; международное обозначение: Hz.

1 Гц означает одно исполнение (реализацию) процесса биения за одну секунду, другими словами – одно колебание в секунду. Приблизительно с такой же частотой в спокойном состоянии бьётся человеческое сердце (примечательно, что Herz в переводе с немецкого означает «сердце»).

Например, 10 Гц – десять исполнений такого процесса, или десять колебаний за одну секунду. Если частота воздушной волны в 200 Гц, это значит, колебания плотности воздуха – 200 раз в одну секунду. Таким образом, частота звука измеряется в герцах, то есть в количестве колебаний за одну секунду. Более интенсивные колебания (тысячи колебаний в секунду) измеряются в килогерцах.

Человеческое ухо воспринимает частоту колебания воздуха как высоту тона (звука): чем интенсивнее колебания воздуха, тем выше звук. Ухо человека способно воспринимать не все звуковые частоты. Доказано, что среднестатистический человек не может слышать звуки частотой ниже 20 Гц и выше 20 кГц. При старении человек всё хуже слышит высокие частоты. Музыканты воспринимают звук в чуть большем диапазоне: 16 герц – 22 килогерца. Частотный диапазон, улавливаемый человеческим ухом, условно делят на три части: нижний звуковой диапазон, средний и верхний. 

0 — 16 Гц – Инфразвук (сверхнизкий тон)

16 — 70 Гц – Басы

100 — 120 Гц – Мидбас (средние басы)

500 Гц — 1 кГц – Нижнесредние частоты

4,5 — 5 кГц – Средние частоты

5 — 10 кГц – Средневысокие частоты

10 — 20 кГц – Высокие частоты («верха»)

16 — 22 кГц – Ультразвук (сверхвысокий тон)

Звуки, которые превышают значения в 20 кГц, называются ультразвуком (высокие частоты).  Хотя ультразвук и не слышен ухом человека, он широко применяется в медицине и других сферах.

Ступени звукоряда, октава, тон и полутон

Каждый музыкальный звук звукоряда именуется ступенью. Расстояние между сходными звуками (ступенями звукоряда), отличающими по высоте в 2 раза, называется октавой. Расстояние между соседствующими звуками (ступенями) – полутоном

Полутона в пределах октавы равны (запомните, это важно). Два полутона образуют тон

Основным ступеням звукоряда присвоены названия. Это «до», «ре», «ми», «фа», «соль», «ля», «си». Как вы поняли, это 7 нот, которые нам известны с детства. На клавиатуре фортепиано их можно найти, нажимая белые клавиши:

На цифры и латинские буквы пока не смотрите. Смотрите на клавиатуру и подписанные ступени звукоряда, они же ноты. Вы видите, что белых клавиш 52, а названий ступеней только 7. Это как раз связано с тем, что ступеням, которые имеют сходное звучания из-за отличия по высоте ровно в 2 раза, присвоены одинаковые названия.

Если мы нажмем подряд 7 клавиш фортепиано, 8-я по счету клавиша будет называться точно так, как та, которую мы нажали первой. И, соответственно, выдавать похожий звук, но на вдвое большей или меньшей высоте, смотря в какую сторону мы двигались. Точные частоты настройки фортепиано можно посмотреть в специальной таблице.

Здесь требуется еще одно уточнение по терминам. Октавой именуется не только расстояние между сходными звуками (ступенями звукоряда), отличающими по высоте в 2 раза, но и 12 полутонов от ноты «до».

Можно встретить и другие определения термина «октава», используемые в теории музыки. Но, т.к. цель нашего курса – дать основы музыкальной грамотности, мы не будем уходить глубоко в теорию, а ограничимся теми практическими знаниями, которые вам потребуются для обучения музыке и вокалу.

Для наглядности и пояснения прикладных значений термина снова воспользуемся клавиатурой фортепиано и увидим, что октава – это 7 белых клавиш и 5 черных.

Зачем нужны черные клавиши на фортепиано

Тут мы, как обещали ранее, объясним, почему у фортепиано 52 белых клавиши и только 36 черных. Это поможет лучше разобраться со ступенями звукоряда и полутонами. Дело в том, что расстояния в полутонах между основными ступенями звукоряда различаются. Например, между ступенями (нотами) «до» и «ре», «ре» и «ми» мы видим 2 полутона, т.е. черную клавишу между двумя белыми, а между «ми» и «фа» только 1 полутон, т.е. белые клавиши идут подряд. Точно так всего 1 полутон между ступенями «си» и «до».

Итого 5 ступеней (нот) имеют расстояния в 2 полутона, а две ступени (ноты) – расстояние в 1 полутон. Получается следующая арифметика:

• 5 х 2 = 10
• 2 х 1 = 2
• 10+2 = 12

Так мы получили 12 полутонов в октаве. Клавиатура фортепиано вмещает 7 полных октав и еще 4 полутона: 3 слева (там, где самые низкие звуки) и 1 справа (высокий звук). Считаем все полутона и клавиши, за них отвечающие:

• 12 х 7 = 84
• 84 + 4 = 88

Так мы получили суммарное количество клавиш фортепиано. Разбираемся дальше. Мы уже выучили, что в каждой октаве 7 белых клавиш и 5 черных. За пределами полных 7 октав у нас еще 3 белых и 1 черная клавиша. Считаем сначала белые клавиши:

• 7 х 7 = 49
• 49+3 = 52

Теперь считаем черные клавиши:

• 5 х 7 = 35
• 35+1 = 36

Вот наши черные клавиши в количестве 36 штук и белые клавиши в количестве 52 штук.

Таким образом, черные клавиши нужны, чтобы разделить полутонами основные ступени звукоряда там, где это необходимо.

Думается, что со ступенями звукоряда, октавами, тонами и полутонами вы разобрались. Запомните эту информацию, т.к. она вам пригодится уже на следующем уроке, когда мы перейдем к подробному изучению нотной грамоты. А еще эта информация понадобится на последнем уроке, когда мы будем учиться играть на фортепиано.

Уточним еще один момент. Закономерности построения звукоряда одинаковы для всех музыкальных звуков, извлекаются ли они при помощи фортепиано, гитары или певческого голоса. Клавиатуру фортепиано для объяснения материала мы использовали исключительно ввиду большей наглядности.

Точно так мы воспользуемся фортепиано, чтобы подробнее разобраться с нотно-октавной системой. Это нужно сделать на сегодняшнем уроке, т.к. на следующем мы перейдем к нотной грамоте и записи нот на нотном стане.

Применение звуковых волн

Эхолокация. Это способ определения местоположения тел по отраженным от них ультразвуковым сигналам. Широко применяется в мореплавании. На судах устанавливают гидролокаторы — приборы для распознавания подводных объектов и определения глубины и рельефа дна. На дне судна помещают излучатель и приемник звука. Излучатель дает короткие сигналы. Анализируя время задержки и направление возвращающихся сигналов, компьютер определяет положение и размер объекта отразившего звук.

Ультразвук используется для обнаружения и определения различных повреждений в деталях машин (пустоты, трещины и др.). Прибор, используемый для этой цели называется ультразвуковым дефектоскопом. На исследуемую деталь направляется поток коротких ультразвуковых сигналов, которые отражаются от находящихся внутри нее неоднородностей и, возвращаясь, попадают в приемник. В тех местах, где дефектов нет, сигналы проходят сквозь деталь без существенного отражения и не регистрируются приемником.

Ультразвук широко используется в медицине для постановки диагноза и лечения некоторых заболеваний. В отличие от рентгеновских лучей его волны не оказывают вредного влияния на ткани. Диагностические ультразвуковые исследования (УЗИ) позволяют без хирургического вмешательства распознать патологические изменения органов и тканей. Специальное устройство направляет ультразвуковые волны с частотой от 0,5 до 15МГц на определенную часть тела, они отражаются от исследуемого органа и компьютер выводит на экран его изображение.

Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и земной коре могут распространятся на очень далекие расстояния. Это явление находит практическое применение при определении мест сильных взрывов или положения стреляющего оружия. Распространение инфразвука на большие расстояния в море дает возможность предсказания стихийного бедствия — цунами. Медузы, ракообразные и др. способны воспринимать инфразвуки и задолго до наступления шторма чувствуют его приближение.

Ещё со школы, многие помнят, что звук – это колебания.

Рассмотрим пример:  Хлопок в ладоши. Довольно характерное звучание. Ладошки стремительно смыкаются, создавая таким образом очень быстрое колебание воздуха на стыке и разряжение с внешней стороны.Так как до хлопка воздушное пространство было в состоянии покоя, то это движение влияет на весь воздух вокруг, в определённых масштабах. Если мы хлопнули в ладоши в небольшом помещении, то все воздушное пространство, которое заполняет это помещение будет изменено этим хлопком.

Это происходит очень быстро: скорость звука составляет 340 метров в секунду в воздухе, именно с такой скоростью наш хлопок будет носиться по комнате до того момента, пока не потеряет силу, чтоб раскачивать воздух до слышимого уровня, что, к слову, случится тоже очень быстро, буквально доли секунды, которых хватит, чтобы услышать хлопок.

Стоит сказать, что чем плотнее среда, тем быстрее распространяется звуковые волны в этой среде. Это связанно со строением вещества. В твёрдых телах связи жёстче и частицы расположены ближе друг к другу, поэтому, требуется гораздо меньше времени, чтобы энергия перешла от одной частицы к другой. Интересным фактом является то, что, по сути, всё в этом Мире – это колебания, а значит — звук. Частота только разная. У твёрдых тел – это невообразимо высокие скорости, средняя частота колебания атомов =1013 Гц. Это 10,000,000,000,000 Гц, или 10 триллионов Герц. Для наглядности, диапазон слышимых человеком частот заключён между 20 и 20,000 Гц.

Конечно, может показаться очень глупым сравнивать звуковые колебания с колебаниями атомов, но и то и то – колебания, а значит, логика в утверждении что твёрдые вещества, по сути, и есть звук, присутствует, хоть и выглядит слегка упоротой. 8) Конечно, точнее будет сказать, что у звука и у твёрдых веществ – одна Природа, а именно – колебания, разница в том, что они происходят с разными частотами, к слову, свет – так же является колебаниями, но ещё более высокого порядка.

Звук – это поразительное явление. Абсолютно все вещи «звучат» сами по себе, хоть мы этого и не слышим, и ещё больше в вещах потенциала для звука. Например, если мы уроним ручку на пол, мы услышим,как она упадет. Если бы мы могли увидеть, как звуковые волны распространяется по комнате от удара ручки о пол, перед нами предстала бы потрясающая картина. Словно рябь на воде от брошенного камня, но только в воздухе. А ведь так всё и происходит. И каждый звук, уже никогда не станет предыдущим. Никогда не станет таким же. Не прозвучит одинаково. Это замечательное положение вещей.

Но, у звука есть свои законы, которые изучает наука «Акустика», что хоть немного, но упорядочивает, это чудесное явление.

Влияние звука на сахар

Первый опыт демонстрирует воздействие низких звуков (басов) на воду. В результате хаотичных биений звуковых волн, колебания которых не совпадают, образуя антирезонанс, на воде образуется беспорядочная рябь.

Второй опыт демонстрирует воздействие высоких звуков на сахар. Большая часть данного примера сопровождается звуком, который воспринимается слухом. Таким образом, – это ещё не ультразвук (который воспринимается человеком только на уровне подсознания), а используется обычный высокочастотный звук; лишь в конце эксперимента он переходит в сверхвысокое звучание. Соответственно – здесь изначальная частота звука не превышает 20000 Гц (= 20 кГц), примерный диапазон частот – от 100 Гц до 30 кГц.

С ультразвуком (при частоте колебания выше 20 кГц) происходило бы нечто подобное, с той лишь разницей, что длина волны была бы намного меньше, а узоры мельче (что-то похожее на рябь на воде).

Ультразвук с точки зрения физики – это колебание частиц упругой среды. Ученым хорошо известно, что ультразвук способен изменить мембрану клеток (вплоть до летального исхода), разрушить здание и т.п.; в области биофизики и медицины этой теме посвящено немало мыслей. Именно для подтверждения таких выводов представлен данный пример, процесс которого рассматривается ниже:

На вибрационный стенд крепится пластина, затем генератором частот задаётся частота колебаний. Происходящее далее описать несложно – частицы сахара собираются в областях с наименьшей амплитудой. Этот интерферентный узор, названный фигурами Хладни (в честь учёного – Эрнста Хладни), образуется при «встрече» звуковых волн, исходящих из разных точек. Волны при этом могут исходить непосредственно от источника (в данном случае – генератора) или являться отражением первичных волн.

Таким образом, подобный эффект является результатом наложения друг на друга сжатых или разреженных воздушных участков. Как уже известно, в момент образования звучания распространяющиеся сгустки воздуха (волны) чередуются друг с другом с различной частотой.

Хорошо заметно следующая взаимосвязь: чем выше звук, тем мельче узоры рисунка. Меняется частота звука, меняется и форма фигур. В данном случае наглядность опыта зависела не только от источника звука (расположение источника относительно поверхности с сахаром), или от того, как сам ультразвук направлен на пластину, но и от поверхности на которой рассыпан сахар.

Здесь тип поверхности – тонкая пластина – позволяет ультразвуку максимально эффективно действовать на эту поверхность. В результате стол с пластиной интенсивно подвергается волновому колебанию, и, соответственно, подвергает аналогичным процессам частицы сахара. Думается, что если поставить колонку на пол и рядом рассыпать сахар – эффект будет не таким ярким.

Но в любом случае, – звук, как волновое колебание, однозначно и эффективно действует на любой живой организм, в т.ч. и на человеческий. В свете вышерассмотренного следует осторожнее относиться к выбору музыки для прослушивания

Очень важно всегда сознательно и целенаправленно определять параметры её звучания, такие как громкость, продолжительность, насыщенность низкими частотами и т.п

Музыкальные пристрастия

Для многих не секрет, что разным возрастным группам нравится разная музыка. Но мало кто задумывался над вопросом – почему? Дело в том, что одна и та же музыка по-разному влияет на людей, имеющих различный интеллектуальный и нравственный уровень. Музыка предлагает сущности человека определённое качественно состояние, которое может быть в гармонии с его собственным, или является полностью несовместимым.

В первом случае человек чувствует внутренний подъём, радость. При этом реакция происходит на подсознательном уровне и практически не контролируется сознанием человека. При дисгармонии между музыкой и качественной структурой сущности (состоянием человека), у человека может появиться раздражение или другие эмоциональные проявления, побуждающие человека прекратить слушать данную музыку. Подобное реагирование на музыку является защитной реакцией человека.

Давайте попытаемся понять, почему при слушании музыки может появиться защитная реакция?  Как музыка воздействует на человека?

Разновидности тонов и полутонов

Сразу скажем, что с прикладной точки зрения, для игры на музыкальных инструментах или обучения вокалу вам эти сведения особо не пригодятся. Однако термины, обозначающие виды тонов и полутонов, могут встретиться в специальной литературе. Поэтому о них нужно иметь представление, чтобы не останавливаться на непонятных моментах во время чтения литературы или углубленного изучения музыкального материала.

Тон (виды):

• Диатонический.
• Хроматический.

Полутон (виды):

• Диатонический.
• Хроматический.

Как видите, названия повторяются, так что запомнить будет нетрудно. Итак, разбираемся!

Диатонический полутон (виды):

• Полутон между 2 соседствующими основными ступенями (нотами) звукоряда E-F и B-C.
• Полутон между основной и соседствующей производной ступенью как на повышение, так и на понижение.
• Полутон между производными ступенями.

Некоторые примеры вы можете увидеть на картинке:

Хроматический полутон (виды):

• Полутон между основной нотой и следующей, пониженной либо повышенной.
• Полутон между повышением и двойным повышением ноты.
• Полутон между понижением и двойным понижением ноты.

Диатонический тон (виды):

• Тон между основными ступенями C-D, D-E, F-G, G-A, A-B.
• Любой тон, который не относится к хроматическому.

Хроматический тон (виды):

• Тон между 2 производными ступенями от основной ноты.
• Тон между нотами, находящимися через 1 ступень.

Уточним, что примеры взяты из учебника Варфоломея Вахромеева «Элементарная теория музыки» и для наглядности изображены на клавиатуре фортепиано, т.к. нотный стан мы будем изучать только на следующем уроке, а понятия тона и полутона нам нужны уже сейчас . В целом, мы еще неоднократно будем обращаться к трудам этого великого российского педагога и музыковеда на протяжении нашего курса.

К слову, в 1984 году за несколько месяцев до своей смерти Варфоломей Вахромеев был награжден Орденом Святого равноапостольного князя Владимира 2-й степени за составленный им «Учебник церковного пения» для духовных школ РПЦ. Учебник выдержал несколько переизданий уже после его смерти .

Еще одна важная информация, которая нам нужна прежде, чем мы перейдем к нотной грамоте. Нам уже встретились понятия повышения и понижения основной ступени звукоряда. Так вот, повышение ступени обозначается словом и значком диез (♯‎), а понижение – словом и значком бемоль (♭).

Повышение на 2 полутона обозначается двойным диезом или дубль-диезом, понижение на 2 полутона обозначается двойным бемолем или дубль-бемолем. Для двойного диеза есть специальный значок, похожий на крестик , но, т.к. его трудно подобрать на клавиатуре, может использоваться обозначение ♯♯ или просто две решетки ##. С дубль-бемолями проще, пишут либо 2 значка ♭♭, либо латинские буквы bb.

И, наконец, последнее, о чем нужно поговорить в теме «Свойства звука», это энгармонизм звуков. Ранее вы узнали, что полутона в пределах октавы равны. Поэтому звук, сниженный на полутон относительно основной ступени, будет равен по высоте звуку, повышенному на полутон относительно ступени, стоящей двумя полутонами ниже.

Проще говоря, ля-бемоль (А♭) и соль-диез (G♯‎) одной и той же октавы звучат идентично. Точно так в пределах октавы одинаково прозвучат соль-бемоль (G♭) и фа-диез (F♯‎), ми-бемоль (Е♭) и ре-диез (D♯‎), ре-бемоль (D♭)и до-диез (С♯‎) и т.д. Явление, когда одинаковые по высоте звуки имеют разные названия и обозначаются разными символами, называется энгармонизмом звуков.

Для простоты восприятия мы продемонстрировали это явление на примере ступеней (нот), между которыми имеется 2 полутона. В других случаях, когда между основными ступенями всего 1 полутон, это менее наглядно. К примеру, фа-бемоль (F♭) – это чистая нота ми (Е), а ми-диез (Е♯‎) – это чистая нота фа (F). Тем не менее в специальной литературе по теории музыки могут встретиться и такие обозначения как фа-бемоль (F♭) и ми-диез (Е♯‎). Вы теперь знаете, что они значат.

Сегодня вы изучили основные физические свойства звука вообще и свойства музыкального звука в частности. Вы разобрались с музыкальной системой и звукорядом, ступенями звукоряда, октавами, тонами и полутонами. Также вы разобрались в нотно-октавной системе и теперь готовы пройти проверочный тест по материалу урока, в который мы включили наиболее важные с практической точки зрения вопросы.

Формула Лапласа

Первые попытки рассчитать значение скорости звука предпринял Ньютон, предположив равенство упругости воздуха атмосферному давлению pатм. В таком случае значение скорости звука в воздушной среде – менее 300 мс, в то время как истинная скорость звука при нормальных условиях (температура  °С и давление 1 атм) равна 331,5 мс, а скорость звука при температуре 20 °С и давлении 1 атм составит 343 мс. Лишь по прошествии более ста лет было показано, почему предположение Ньютона не выполняется. Французский физик П. Лаплас указал, что ньютоновское видение равносильно предположению о быстром выравнивании температуры между областями разрежения и сжатия, и невыполнение его связано с плохой теплопроводностью воздуха и малым периодом колебаний в звуковой волне. В действительности между областями разрежения и сжатия газа появляется разность температур, существенным образом влияющая на упругие свойства. Лаплас, в свою очередь, выдвинул предположение, что сжатие и разрежение газа в звуковой волне происходят в соответствии с адиабатическим законом: в отсутствии влияния теплопроводности. В 1816 году физик вывел формулу, предназначенную для расчета скорости звуковой волны в воздухе и получившей название формулы Лапласа.

Определение 5

Формула Лапласа для определения скорости звука имеет запись:

υ=γpρ.

Где p является значением среднего давления в газе, ρ – средней плотности, а γ есть некоторая константа, находящаяся в зависимости от свойств газа.

В нормальных условиях скорость звука, рассчитанная по формуле Лапласа, равна υ=332 мс.

В термодинамике имеется доказательство, что константа γ представляет собой отношение теплоемкостей при постоянном давлении Cp и постоянном объеме CV .

Формула Лапласа может быть записана несколько иначе, если использовать уравнение состояния идеального газа. Таким образом, окончательный вид формулы для определения скорости звука будет такой:

υ=γRTM.

В данной формуле T – абсолютная температура, M – молярная масса,R=8,314 Джмоль·К – универсальная газовая постоянная. Скорость звука находится в сильной зависимости от свойств газа: скорость звука тем больше, чем легче газ, в котором звуковая волна получает распространение.

Для наглядности приведем некоторые примеры.

Пример 1

Когда звук распространяется в воздушной среде (M=29·10–3 кгмоль) при нормальных условиях: υ=331,5 мс;

Пример 2

Когда звук распространяется в гелии (M=4·10–3 кгмоль): υ=970 мс;

Пример 3

Когда звук распространяется в водороде (M=2·10–3 кгмоль): υ=1270 мс.

В жидкостях и твердых телах скорость звуковых волн еще больше. В воде, например, υ=1480 мс (при 20 °С), в стали υ=5–6 кмс.