Скорость звука зависит от того, как быстро распространяются звуковые волны. Ученые из России и Великобритании в совместном исследовании рассчитали максимально возможную скорость звука — до 36 километров в секунду, а также выяснили, в каких условиях она наиболее высока, сообщает научно-популярное издание Forskning.
Когда вы слышите песню птицы в лесу или как кто-то выкрикивает ваше имя в центре города, вам кажется, что звук достигает уха моментально, пишет журнал. Однако звук перемещается не мгновенно, хотя проходит очень мало времени между его возникновением и моментом, когда вы его услышали. Российские и британские ученые определили максимальную скорость звука. Это открытие будет полезно исследователям, которые, например, при помощи скорости звука измеряют температуру моря или делают ультразвуковые снимки.
Звуковые волны — это колебания или изменения давления, в результате которых энергия перемещается из одного места в другое. Волны могут возникать в различных условиях, например, в воздухе или воде, и скорость звука зависит от того, как быстро они распространяются.
Результаты нового совместного исследования свидетельствуют, что звуковые волны могут распространяться со скоростью до 36 километров в секунду, если подобран правильный материал. Это более чем в два раза быстрее, чем скорость звука в алмазе — самом твердом материале в мире.
Чтобы выяснить, через какой материал звук проходит быстрее всего, ученые провели ряд расчетов. Они обнаружили, что звуковые волны быстрее всего распространяются в водороде в твердом состоянии. Водород — это химический элемент, который становится твердым при очень высоком давлении.
Под таким давлением водород превращается в металл. По расчетам исследователей, скорость звука в твердом водороде близка к теоретическому максимальному пределу в 36 километров в секунду. Скорость звука в твердом водороде более чем в 100 раз превышает скорость звука в воздухе, которая составляет около 340 метров в секунду.
«Звуковые волны в твердых веществах и жидкостях и так уже имеют огромное значение во многих областях науки», — пояснил профессор кафедры материаловедения в Кембриджском университете Крис Паккард.
Профессор кафедры физики и технологий Бергенского университета Пер Лунде тоже подчеркивает важность этого исследования.
«Данные о звуковых волнах в твердых веществах и жидкостях очень важны для многих областей — как научных, так и в сфере практического применения», — отметил Лунде.
По его словам, такие исследования очень полезны для общества, и приводит несколько примеров их практического применения. Измерение скорости звуковых волн в океане используется, например, для регистрации средней температуры и ее изменений с течением времени.
Звуковые волны также измеряют, чтобы получать ультразвуковые изображения внутренних органов, предугадывать места землетрясений, а также для изучения и нанесения на карту внутренних слоев Солнца.