Tingulli është një nga komponentët e jetës sonë dhe njerëzit e dëgjojnë atë kudo. Për ta shqyrtuar këtë fenomen në mënyrë më të detajuar, së pari duhet të kuptojmë vetë konceptin. Për ta bërë këtë, duhet t'i drejtoheni enciklopedisë, ku shkruhet se "tingulli është valë elastike që përhapet në një mjedis elastik dhe krijon dridhje mekanike në të". Me fjalë më të thjeshta, këto janë dridhje të dëgjueshme në çdo mjedis. Karakteristikat kryesore të tingullit varen nga ajo që është. Para së gjithash, shpejtësia e përhapjes, për shembull, në ujë ndryshon nga mjediset e tjera.
Çdo analog i tingullit ka veti të caktuara (karakteristika fizike) dhe cilësi (pasqyrimi i këtyre karakteristikave në ndjesitë njerëzore). Për shembull, kohëzgjatja-kohëzgjatja, frekuenca-pika, kompozimi-timbri, e kështu me radhë.
Shpejtësia e zërit në ujë është shumë më e lartë se, të themi, në ajër. Rrjedhimisht, ai përhapet më shpejt dhe dëgjohet shumë më tej. Kjo ndodh për shkak të densitetit të lartë molekular të mjedisit ujor. Është 800 herë më i dendur se ajri dhe çeliku. Nga kjo rrjedh se përhapja e zërit varet kryesisht nga mediumi. Le të shohim numra specifikë. Pra, shpejtësia e zërit në ujë është 1430 m/s, në ajër - 331.5 m/s.
Tingulli me frekuencë të ulët, për shembull, zhurma e prodhuar nga motori i një anijeje që funksionon, dëgjohet gjithmonë disi më herët se sa shfaqet anija në rrezen vizuale. Shpejtësia e tij varet nga disa gjëra. Nëse temperatura e ujit rritet, atëherë, natyrisht, shpejtësia e zërit në ujë rritet. E njëjta gjë ndodh me një rritje të kripësisë dhe presionit të ujit, e cila rritet me rritjen e thellësisë së ujit. Një fenomen i tillë si termoklinat mund të ketë një rol të veçantë në shpejtësinë. Këto janë vende ku ndodhin shtresa uji me temperatura të ndryshme.
Gjithashtu në vende të tilla është ndryshe (për shkak të ndryshimit të temperaturës). Dhe kur valët e zërit kalojnë nëpër shtresa të tilla me dendësi të ndryshme, ato humbasin pjesën më të madhe të forcës së tyre. Kur një valë zanore godet një termokline, ajo reflektohet pjesërisht, ose ndonjëherë plotësisht (shkalla e reflektimit varet nga këndi në të cilin bie zëri), pas së cilës një zonë hije formohet në anën tjetër të këtij vendi. Nëse marrim parasysh një shembull kur një burim tingulli ndodhet në një trup uji mbi termoklinën, atëherë poshtë tij do të jetë jo vetëm e vështirë, por pothuajse e pamundur të dëgjosh ndonjë gjë fare.
Të cilat dëgjohen mbi sipërfaqe, nuk dëgjohen kurrë në vetë ujin. Dhe e kundërta ndodh kur nën shtresën e ujit: sipër saj nuk tingëllon. Një shembull i mrekullueshëm i kësaj janë zhytësit modernë. Dëgjimi i tyre zvogëlohet shumë për faktin se uji ndikon tek ata dhe shpejtësia e lartë e zërit në ujë ul cilësinë e përcaktimit të drejtimit nga i cili lëviz. Kjo zbut aftësinë stereofonike për të perceptuar tingullin.
Nën shtresën e ujit, ai hyn në veshin e njeriut më së shumti përmes kockave të kafkës së kokës, dhe jo, si në atmosferë, përmes daulleve të veshit. Rezultati i këtij procesi është perceptimi i tij nga të dy veshët njëkohësisht. Në këtë kohë, truri i njeriut nuk është në gjendje të bëjë dallimin midis vendeve nga vijnë sinjalet dhe në çfarë intensiteti. Rezultati është shfaqja e vetëdijes që tingulli duket se rrotullohet nga të gjitha anët në të njëjtën kohë, megjithëse kjo është larg nga rasti.
Përveç asaj që përshkruhet më sipër, valët e zërit në ujë kanë cilësi të tilla si thithja, divergjenca dhe shpërndarja. E para është kur forca e zërit në ujin e kripur gradualisht zbehet për shkak të fërkimit të mjedisit ujor dhe kripërave në të. Divergjenca manifestohet në distancën e zërit nga burimi i tij. Duket se shpërndahet në hapësirë si drita, dhe si pasojë intensiteti i saj bie ndjeshëm. Dhe lëkundjet zhduken plotësisht për shkak të shpërndarjes nga të gjitha llojet e pengesave dhe johomogjeniteteve të mjedisit.
Sot, shumë banorë të rinj, kur arredojnë një apartament, detyrohen të kryejnë punë shtesë, duke përfshirë izolimin e zërit të shtëpisë së tyre, sepse... Materialet standarde të përdorura bëjnë të mundur që vetëm pjesërisht të fshehni atë që po ndodh në shtëpinë tuaj dhe të mos interesoheni për komunikimin e fqinjëve kundër vullnetit tuaj.
Në trupat e ngurtë, ajo ndikohet të paktën nga dendësia dhe elasticiteti i substancës që i reziston valës. Prandaj, kur pajisni ambientet, shtresa ngjitur me murin mbajtës është bërë e papërshkueshme nga zëri me "mbivendosje" në pjesën e sipërme dhe të poshtme. Kjo ju lejon të reduktoni decibel ndonjëherë me më shumë se 10 herë. Më pas vendosen dyshekë bazalti dhe sipër vendosen fletë gipsi, të cilat pasqyrojnë tingullin nga banesa. Kur një valë zanore "fluturon lart" në një strukturë të tillë, ajo dobësohet në shtresat e izolatorit, të cilat janë poroze dhe të buta. Nëse tingulli është i fortë, materialet që e thithin atë mund edhe të nxehen.
Substancat elastike, si uji, druri dhe metalet, transmetojnë mirë, ndaj dëgjojmë "këndimin" e bukur të instrumenteve muzikore. Dhe disa popuj në të kaluarën përcaktuan afrimin e, për shembull, kalorësve, duke vënë veshin në tokë, i cili është gjithashtu mjaft elastik.
Shpejtësia e zërit në km varet nga karakteristikat e mediumit në të cilin ai përhapet. Në veçanti, procesi mund të ndikohet nga presioni i tij, përbërja kimike, temperatura, elasticiteti, dendësia dhe parametra të tjerë. Për shembull, në një fletë çeliku një valë zanore udhëton me një shpejtësi prej 5100 metra në sekondë, në xhami - rreth 5000 m / s, në dru dhe granit - rreth 4000 m / s. Për të kthyer shpejtësinë në kilometra në orë, duhet të shumëzoni shifrat me 3600 (sekonda në orë) dhe të ndani me 1000 (metra për kilometër).
Shpejtësia e zërit në km në një mjedis ujor është e ndryshme për substancat me kripësi të ndryshme. Për ujë të freskët në një temperaturë prej 10 gradë Celsius është rreth 1450 m/s, dhe në një temperaturë prej 20 gradë Celsius dhe presion të njëjtë tashmë është rreth 1490 m/s.
Një mjedis i kripur karakterizohet nga një shpejtësi dukshëm më e lartë e dridhjeve të zërit.
Përhapja e zërit në ajër varet gjithashtu nga temperatura. Me një vlerë 20 për këtë parametër, valët e zërit udhëtojnë me një shpejtësi prej rreth 340 m/s, që është rreth 1200 km/h. Dhe në zero gradë shpejtësia ngadalësohet në 332 m/s. Duke u kthyer te izolatorët e apartamenteve tona, mund të mësojmë se në një material të tillë si tapa, i cili përdoret shpesh për të reduktuar nivelet e zhurmës së jashtme, shpejtësia e zërit në km është vetëm 1800 km/h (500 metra në sekondë). Kjo është dhjetë herë më e ulët se kjo karakteristikë në pjesët e çelikut.
Vala e zërit është një dridhje gjatësore e mediumit në të cilin ajo përhapet. Kur, për shembull, melodia e një pjese muzikore kalon nëpër ndonjë pengesë, niveli i volumit të saj ulet, sepse ndryshon në të njëjtën kohë, frekuenca mbetet e njëjtë, për shkak të së cilës ne dëgjojmë zërin e gruas si të një gruaje dhe të një burri si të një burri. Vendi më interesant është ku shpejtësia e zërit në km është afër zeros. Ky është një vakum në të cilin valët e këtij lloji pothuajse nuk përhapen. Për të demonstruar se si funksionon kjo, fizikanët vendosin një orë zileje nën një kapuç nga i cili pompohet ajri. Sa më i hollë të jetë ajri, aq më e qetë dëgjohet zilja.
Për shumë, edhe vite pas mbarimit të shkollës, mbetet e panjohur se cila është shpejtësia aktuale e zërit në ajër. Disa nuk e dëgjuan me vëmendje mësuesin, ndërsa të tjerët thjesht nuk e kuptuan plotësisht materialin e paraqitur. Epo, ndoshta është koha për të mbushur këtë boshllëk njohurish. Sot nuk do të tregojmë vetëm numra "të thatë", por do të shpjegojmë vetë mekanizmin që përcakton shpejtësinë e zërit në ajër.
Siç e dini, ajri është një koleksion i gazrave të ndryshëm. Pak më shumë se 78% është azot, pothuajse 21% është oksigjen, pjesa tjetër është dioksid karboni dhe Prandaj, ne do të flasim për shpejtësinë e përhapjes së zërit në një mjedis të gaztë.
Së pari, le ta përkufizojmë atë. Në të vërtetë, për shembull, difuzori i një altoparlanti që riprodhon zërin dridhet në një frekuencë të caktuar, e cila klasifikohet nga aparati i dëgjimit të njeriut si zë. Një nga ligjet e fizikës thotë se presioni në gazra dhe lëngje përhapet pa ndryshim në të gjitha drejtimet. Nga kjo rrjedh se në kushte ideale shpejtësia e zërit në gaze është uniforme. Sigurisht, në realitet ka një zbutje natyrore. Ju duhet ta mbani mend këtë veçori, pasi është ajo që shpjegon pse shpejtësia mund të ndryshojë. Por ne jemi pak të hutuar nga tema kryesore. Pra, nëse zëri është dridhje, çfarë saktësisht është vibruese?
Çdo gaz është një koleksion atomesh të një konfigurimi të caktuar. Ndryshe nga trupat e ngurtë, ekziston një distancë relativisht e madhe midis atomeve në to (krahasuar, për shembull, me rrjetën kristalore të metaleve). Një analogji mund të bëhet me bizele të shpërndara mbi një enë me një masë pelte. lëkundjet u japin vrull atomeve të gazit aty pranë. Ata, nga ana tjetër, si topa në një tryezë të bilardos, "goditin" fqinjët dhe procesi përsëritet. Shpejtësia e zërit në ajër përcakton saktësisht intensitetin e impulsit të shkakut rrënjësor. Por ky është vetëm një komponent. Sa më të dendura të jenë atomet e një lënde, aq më e lartë është shpejtësia e përhapjes së zërit në të. Për shembull, shpejtësia e zërit në ajër është pothuajse 10 herë më pak se në granit monolit. Kjo është shumë e lehtë për t'u kuptuar: në mënyrë që një atom në një gaz të "arrij" fqinjin e tij dhe të transferojë energjinë e momentit tek ai, ai duhet të kapërcejë një distancë të caktuar.
Pasoja: me rritjen e temperaturës rritet shpejtësia e përhapjes së valës. Pavarësisht se shpejtësia e vetë atomeve është më e lartë, ato lëvizin në mënyrë kaotike dhe përplasen më shpesh. Është gjithashtu e vërtetë që gazi i ngjeshur e përçon tingullin shumë më shpejt, por kampioni është ende i lëngshëm. Llogaritja e shpejtësisë së zërit në gaze merr parasysh densitetin fillestar, ngjeshshmërinë, temperaturën dhe koeficientin (konstantja e gazit). Në fakt, e gjithë kjo rrjedh nga sa më sipër.
Megjithatë, sa është shpejtësia e zërit në ajër? Shumë kanë hamendësuar tashmë se është e pamundur të japësh një përgjigje të qartë. Këtu janë vetëm disa të dhëna bazë:
Në zero në pikën zero (niveli i detit), shpejtësia e zërit është rreth 331 m/s;
Duke ulur temperaturën në -20 gradë Celsius, ju mund të "ngadalësoni" valët e zërit në 319 m/s, pasi fillimisht atomet në hapësirë lëvizin më ngadalë;
Rritja e tij në 500 gradë përshpejton përhapjen e zërit me pothuajse një herë e gjysmë - deri në 550 m/s.
Sidoqoftë, të dhënat e dhëna janë të përafërta, pasi përveç temperaturës, aftësia e gazeve për të përcjellë zërin ndikohet edhe nga presioni, konfigurimi i hapësirës (një dhomë me objekte ose një zonë e hapur), lëvizshmëria e tyre, etj.
Aktualisht, vetia e atmosferës për të përcjellë zërin po studiohet në mënyrë aktive. Për shembull, një nga projektet bën të mundur përcaktimin e temperaturës së shtresave të ajrit duke regjistruar reflektimin (jehonën).
Shumica e njerëzve e kuptojnë shumë mirë se çfarë është tingulli. Ajo lidhet me dëgjimin dhe lidhet me proceset fiziologjike dhe psikologjike. Truri përpunon ndjesitë që vijnë përmes organeve të dëgjimit. Shpejtësia e zërit varet nga shumë faktorë.
Tinguj të dalluar nga njerëzit
Në kuptimin e përgjithshëm të fjalës, tingulli është një fenomen fizik që shkakton efekt në organet e dëgjimit. Ka formën e valëve gjatësore të frekuencave të ndryshme. Njerëzit mund të dëgjojnë tinguj, frekuenca e të cilit varion nga 16-20,000 Hz. Këto valë gjatësore elastike, të cilat përhapen jo vetëm në ajër, por edhe në media të tjera, duke arritur në veshin e njeriut, shkaktojnë ndjesi tingujsh. Njerëzit nuk mund të dëgjojnë gjithçka. Valët elastike me frekuencë më të vogël se 16 Hz quhen infratinguj, dhe ato mbi 20,000 Hz quhen ultratinguj. Veshi i njeriut nuk mund t'i dëgjojë ato.
Karakteristikat e zërit
Ekzistojnë dy karakteristika kryesore të zërit: vëllimi dhe lartësia. E para prej tyre lidhet me intensitetin e valës së zërit elastik. Ekziston një tregues tjetër i rëndësishëm. Madhësia fizike që karakterizon lartësinë është frekuenca e lëkundjes së valës elastike. Në këtë rast, zbatohet një rregull: sa më i madh të jetë, aq më i lartë është tingulli dhe anasjelltas. Një karakteristikë tjetër e rëndësishme është shpejtësia e zërit. Ai ndryshon në mjedise të ndryshme. Ai përfaqëson shpejtësinë e përhapjes së valëve elastike të zërit. Në një mjedis të gaztë kjo shifër do të jetë më e vogël se në lëngje. Shpejtësia e zërit në trupat e ngurtë është më e larta. Për më tepër, për valët gjatësore është gjithmonë më e madhe se për ato tërthore.
Shpejtësia e përhapjes së valëve të zërit
Ky tregues varet nga dendësia e mediumit dhe elasticiteti i tij. Në mjediset e gazta ndikohet nga temperatura e substancës. Si rregull, shpejtësia e zërit nuk varet nga amplituda dhe frekuenca e valës. Në raste të rralla kur këto karakteristika kanë ndikim, flasin për të ashtuquajturin dispersion. Shpejtësia e zërit në avuj ose gazra varion nga 150-1000 m/s. Në mediat e lëngëta është tashmë 750-2000 m/s, dhe në materiale të ngurta - 2000-6500 m/s. Në kushte normale, shpejtësia e zërit në ajër arrin 331 m/s. Në ujë të zakonshëm - 1500 m/s.
Shpejtësia e valëve të zërit në media të ndryshme kimike
Shpejtësia e përhapjes së zërit në media të ndryshme kimike nuk është e njëjtë. Pra, në azot është 334 m/s, në ajër - 331, në acetilen - 327, në amoniak - 415, në hidrogjen - 1284, në metan - 430, në oksigjen - 316, në helium - 965, në monoksid karboni - 338, në dioksid karboni - 259, në klor - 206 m/s. Shpejtësia e valës së zërit në mjediset e gazta rritet me rritjen e temperaturës (T) dhe presionit. Në lëngje, më së shpeshti zvogëlohet pasi T rritet me disa metra në sekondë. Shpejtësia e zërit (m/s) në media të lëngshme (në një temperaturë prej 20°C):
Ujë - 1490;
Alkool etilik - 1180;
Benzen - 1324;
Mërkuri - 1453;
Tetraklorur karboni - 920;
Glicerina - 1923.
Përjashtimi i vetëm nga rregulli i mësipërm është uji, në të cilin shpejtësia e zërit rritet me rritjen e temperaturës. Ajo arrin maksimumin kur ky lëng nxehet në 74°C. Me një rritje të mëtejshme të temperaturës, shpejtësia e zërit zvogëlohet. Ndërsa presioni rritet, ai do të rritet me 0.01%/1 Atm. Në ujin e kripur të detit, me rritjen e temperaturës, thellësisë dhe kripës, shpejtësia e zërit do të rritet. Në mjedise të tjera, ky tregues ndryshon ndryshe. Kështu, në një përzierje të lëngut dhe gazit, shpejtësia e zërit varet nga përqendrimi i përbërësve të tij. Në një të ngurtë izotopike, ajo përcaktohet nga dendësia dhe moduli elastik. Valët elastike tërthore (prerëse) dhe gjatësore përhapen në media të dendura të pakufizuara. Shpejtësia e zërit (m / s) në trupat e ngurtë (valët gjatësore / tërthore):
Xhami - 3460-4800/2380-2560;
Kuarc i shkrirë - 5970/3762;
Betoni - 4200-5300/1100-1121;
Zink - 4170-4200/2440;
Teflon - 1340/*;
Hekuri - 5835-5950/*;
Ar - 3200-3240/1200;
Alumini - 6320/3190;
Argjendi - 3660-3700/1600-1690;
Tunxh - 4600/2080;
Nikel - 5630/2960.
Në feromagnet, shpejtësia e valës së zërit varet nga forca e fushës magnetike. Në kristalet e vetme, shpejtësia e valës së zërit (m/s) varet nga drejtimi i përhapjes së saj:
- rubin (valë gjatësore) - 11240;
- sulfuri i kadmiumit (gjatësor / tërthor) - 3580/4500;
- niobat litium (gjatësor) - 7330.
Shpejtësia e zërit në një vakum është 0, pasi thjesht nuk përhapet në një mjedis të tillë.
Përcaktimi i shpejtësisë së zërit
Gjithçka që lidhet me sinjalet zanore u interesonte paraardhësve tanë mijëra vjet më parë. Pothuajse të gjithë shkencëtarët e shquar të botës antike punuan për të përcaktuar thelbin e këtij fenomeni. Edhe matematikanët e lashtë konstatuan se tingulli shkaktohet nga lëvizjet osciluese të trupit. Euklidi dhe Ptolemeu shkruan për këtë. Aristoteli vërtetoi se shpejtësia e zërit ka një vlerë të fundme. Përpjekjet e para për të përcaktuar këtë tregues u bënë nga F. Bacon në shekullin e 17-të. Ai u përpoq të përcaktonte shpejtësinë duke krahasuar intervalet kohore midis zhurmës së armës dhe ndezjes së dritës. Bazuar në këtë metodë, një grup fizikanësh në Akademinë e Shkencave të Parisit përcaktuan fillimisht shpejtësinë e një valë zanore. Në kushte të ndryshme eksperimentale ishte 350-390 m/s. Arsyetimi teorik i shpejtësisë së zërit u konsiderua për herë të parë nga I. Njutoni në "Parimet" e tij. P.S ishte në gjendje të përcaktonte saktë këtë tregues. Laplace.
Formulat e shpejtësisë së zërit
Për mediat e gazta dhe lëngjet në të cilat tingulli përhapet, si rregull, në mënyrë adiabatike, ndryshimi i temperaturës i lidhur me tensionin dhe ngjeshjen në një valë gjatësore nuk mund të barazohet shpejt për një periudhë të shkurtër kohore. Natyrisht, ky tregues ndikohet nga disa faktorë. Shpejtësia e valës së zërit në një medium homogjen të gaztë ose lëng përcaktohet nga formula e mëposhtme:
ku β është kompresueshmëria adiabatike, ρ është dendësia e mediumit.
Në derivatet e pjesshme, kjo sasi llogaritet duke përdorur formulën e mëposhtme:
c 2 = -υ 2 (δρ/δυ) S = -υ 2 Cp/Cυ (δρ/δυ) T,
ku ρ, T, υ - presioni i mediumit, temperatura e tij dhe vëllimi specifik; S - entropia; Cp - kapaciteti izobarik i nxehtësisë; Cυ - kapaciteti izokorik i nxehtësisë. Për mediat me gaz kjo formulë do të duket si kjo:
c 2 = ζkT/m= ζRt/M = ζR(t + 273,15)/M = ά 2 T,
ku ζ është vlera adiabatike: 4/3 për gazet poliatomike, 5/3 për gazet njëatomike, 7/5 për gazet diatomike (ajri); R - konstante e gazit (universale); T - temperatura absolute, e matur në kelvins; k është konstanta e Boltzmann-it; t - temperatura në °C; M - masa molare; m - pesha molekulare; ά 2 = ζR/ M.
Përcaktimi i shpejtësisë së zërit në një trup të ngurtë
Në një trup të ngurtë homogjen, ekzistojnë dy lloje valësh që ndryshojnë në polarizimin e dridhjeve në lidhje me drejtimin e përhapjes së tyre: tërthore (S) dhe gjatësore (P). Shpejtësia e të parit (C S) do të jetë gjithmonë më e ulët se e dyta (C P):
C P2 = (K + 4/3G)/ρ = E(1 - v)/(1 + v)(1-2v)ρ;
C S 2 = G/ρ = E/2(1 + v)ρ,
ku K, E, G janë moduli i ngjeshjes, i ri dhe i prerjes; v - raporti i Poisson-it. Kur llogaritet shpejtësia e zërit në një trup të ngurtë, përdoren moduli elastik adiabatik.
Shpejtësia e zërit në mediat shumëfazore
Në mediat shumëfazore, për shkak të përthithjes joelastike të energjisë, shpejtësia e zërit varet drejtpërdrejt nga frekuenca e dridhjeve. Në një mjedis poroz dyfazor, ai llogaritet duke përdorur ekuacionet Bio-Nikolaevsky.
konkluzioni
Matja e shpejtësisë së valës së zërit përdoret për të përcaktuar vetitë e ndryshme të substancave, të tilla si moduli i elasticitetit të një trupi të ngurtë, kompresueshmëria e lëngjeve dhe gazeve. Një metodë e ndjeshme për zbulimin e papastërtive është matja e ndryshimeve të vogla në shpejtësinë e valës së zërit. Në trupat e ngurtë, luhatja e këtij treguesi ju lejon të studioni strukturën e brezit të gjysmëpërçuesve. Shpejtësia e zërit është një sasi shumë e rëndësishme, matja e së cilës na lejon të mësojmë shumë për një shumëllojshmëri të gjerë të mediave, trupave dhe objekteve të tjera të kërkimit shkencor. Pa aftësinë për ta përcaktuar atë, shumë zbulime shkencore do të ishin të pamundura.
Shpejtësia e zërit- shpejtësia e përhapjes së valëve elastike në një mjedis: si gjatësore (në gaze, lëngje ose trupa të ngurtë) ashtu edhe tërthore, prerëse (në trupa të ngurtë). Përcaktohet nga elasticiteti dhe dendësia e mediumit: si rregull, shpejtësia e zërit në gazra është më e vogël se në lëngje, dhe në lëngje është më e vogël se në trupat e ngurtë. Gjithashtu, në gaze, shpejtësia e zërit varet nga temperatura e një substance të caktuar, në kristalet e vetme - nga drejtimi i përhapjes së valës. Zakonisht nuk varet nga frekuenca e valës dhe amplituda e saj; në rastet kur shpejtësia e zërit varet nga frekuenca, flasim për shpërndarje të zërit.
YouTube Enciklopedike
-
1 / 5
Tashmë tek autorët antikë ka një tregues se tingulli shkaktohet nga lëvizja osciluese e trupit (Ptolemeu, Euklidi). Aristoteli vëren se shpejtësia e zërit ka një vlerë të fundme dhe e imagjinon saktë natyrën e zërit. Përpjekjet për të përcaktuar në mënyrë eksperimentale shpejtësinë e zërit datojnë në gjysmën e parë të shekullit të 17-të. F. Bacon në Organon e Re vuri në dukje mundësinë e përcaktimit të shpejtësisë së zërit duke krahasuar intervalet kohore midis një ndezje drite dhe zërit të një goditjeje. Duke përdorur këtë metodë, studiues të ndryshëm (M. Mersenne, P. Gassendi, W. Derham, një grup shkencëtarësh nga Akademia e Shkencave të Parisit - D. Cassini, J. Picard, Huygens, Roemer) përcaktuan vlerën e shpejtësisë së zërit. (në varësi të kushteve eksperimentale, 350- 390 m/s). Teorikisht, çështja e shpejtësisë së zërit u konsiderua për herë të parë nga I. Njutoni në "Parimet" e tij. Njutoni në fakt supozoi se përhapja e zërit është izotermale, dhe për këtë arsye mori një nënvlerësim. Vlera e saktë teorike për shpejtësinë e zërit është marrë nga Laplace.
Llogaritja e shpejtësisë në lëng dhe gaz
Shpejtësia e zërit në një lëng (ose gaz) homogjen llogaritet me formulën:
c = 1 β ρ (\displaystyle c=(\sqrt (\frac (1)(\beta \rho ))))Në derivatet e pjesshme:
c = − v 2 (∂ p ∂ v) s = − v 2 C p C v (∂ p ∂ v) T (\displaystyle c=(\sqrt (-v^(2)\left((\frac (\ pjesshme p)(\ e pjesshme v))\djathtas)_(s)))=(\sqrt (-v^(2)(\frac (C_(p))(C_(v)))\majtas((\ frac (\pjesshme p)(\pjesshme v))\djathtas)_(T))))Ku β (\displaystyle \beta)- kompresueshmëria adiabatike e mediumit; ρ (\displaystyle \rho)- dendësia; C p (\displaystyle C_(p))- kapaciteti izobarik i nxehtësisë; C v (\displaystyle C_(v))- kapaciteti izokorik i nxehtësisë; p (\displaystyle p), v (\displaystyle v), T (\displaystyle T)- presioni, vëllimi specifik dhe temperatura e mediumit; s (\displaystyle s)- entropia e mediumit.
Për tretësirat dhe sistemet e tjera komplekse fizike dhe kimike (për shembull, gazi natyror, nafta), këto shprehje mund të japin një gabim shumë të madh.
Lëndët e ngurta
Në prani të ndërfaqeve, energjia elastike mund të transferohet përmes valëve sipërfaqësore të llojeve të ndryshme, shpejtësia e të cilave ndryshon nga shpejtësia e valëve gjatësore dhe tërthore. Energjia e këtyre lëkundjeve mund të jetë shumë herë më e madhe se energjia e valëve të trupit.
