Helikiirus: erinevus redaktsioonide vahel

Allikas: Vikipeedia
Eemaldatud sisu Lisatud sisu
Resümee puudub
22. rida: 22. rida:
</math>
</math>
kus [[tuletis (matemaatika)|tuletis]] leitakse eeldades [[adiabaatiline protsess|adiabaatilist protsessi]].
kus [[tuletis (matemaatika)|tuletis]] leitakse eeldades [[adiabaatiline protsess|adiabaatilist protsessi]].

==Sõltuvus õhutemperatuurist==
{| class="wikitable" style="text-align:center;"
|+Helikiiruse sõltuvus õhutemperatuurist
|- class="hintergrundfarbe5" style="vertical-align:top;"
! width="20%" | Temperatuur<br /><math>\vartheta</math> in °C
! width="40%" | Helikiirus<br /><math>c_\text{S}</math> m/s<ref>Quelle unbekannt, s. auch {{CRC Handbook |Auflage=57 |Kapitel=E |Startseite=54}}</ref>
! width="40%" | Helikiirus<br /><math>c_\text{S}</math> km/h
|-
| +50 || 360,57 || 1298
|-
| +40 || 354,94 || 1277,8
|-
| +30 || 349,29 || 1257,2
|-
| +20 || 343,46 || 1236,5
|-
| +10 || 337,54 || 1215,1
|-
| 0 || 331,50 || 1193,4
<!-- 331,50 nicht ändern! – Je nach Messmethode findet man 331,2 bis 331,6 -->
<!-- Englischsprachige Wikipedia verwendet zurzeit 331,3 -->
|-
| −10 || 325,35 || 1171,3
|-
| −20 || 319,09 || 1148,7
|-
| −30 || 312,77 || 1126
|-
| −40 || 306,27 || 1102,6
|-
| −50 || 299,63 || 1078,7
|}


== Akustiline dispersioon ==
== Akustiline dispersioon ==

Redaktsioon: 8. veebruar 2017, kell 14:41

Heli kiirus on vahemaa, mille helilaine läbib ühikulise aja jooksul elastses keskkonnas.

Kuivas õhus temperatuuril 20°C on heli kiirus ligikaudu 343 m/s ehk 1235 km/h ehk ligikaudu üks kilomeeter kolme sekundi jooksul.

Baasvalemid

Heli kiirus c avaldub valemiga

kus E on keskkonna ruumelastsusmoodul ja ρ on keskkonna tihedus.

Ideaalse gaasi jaoks kehtib E = γ p, kus γ on adiabaatiline indeks ja p on gaasi rõhk. Seega heli kiirus ideaalses gaasis avaldub kui

ent on helisagedusest sõltumatu suurus.

Üldise olekuvõrrandi korral on heli kiirus leitav seosest

kus tuletis leitakse eeldades adiabaatilist protsessi.

Sõltuvus õhutemperatuurist

Helikiiruse sõltuvus õhutemperatuurist
Temperatuur
in °C
Helikiirus
m/s[1]
Helikiirus
km/h
+50 360,57 1298
+40 354,94 1277,8
+30 349,29 1257,2
+20 343,46 1236,5
+10 337,54 1215,1
0 331,50 1193,4
−10 325,35 1171,3
−20 319,09 1148,7
−30 312,77 1126
−40 306,27 1102,6
−50 299,63 1078,7

Akustiline dispersioon

Dispersioonivabas keskkonnas on heli kiirus sõltumatu helisagedusest. Selliseks keskkonnaks on näiteks ideaalne gaas. Dispersiivses keskkonnas sõltub heli kiirus helisagedusest. Selle sõltuvuse määrab dispersiooniseos. Erinevad sageduskomponendid liigub sellises keskkonnas erineva faasikiirusega, kuid heli poolt kantav energia liigub rühmakiirusel. Dispersioon on iseloomulik paljudele lainenätustele, mistõttu esineb sarnane nähtus ka valguse jaoks (kirjelduse jaoks vt Dispersioon (füüsika)). Heli juhul nimetatakse antud nähtust akustiliseks dispersiooniks.

Kuuldava heli jaoks on lämmastiku ja hapniku segu dispersioonivaba, kuid kuna õhk sisaldab ka süsihappegaasi, siis muutub see kõrgetel sagedustel (> 28 kHz) dispersiivseks.[2]

Vaata ka

Viited

  1. Quelle unbekannt, s. auch Mall:CRC Handbook
  2. Dean, E. A. (August 1979). Atmospheric Effects on the Speed of Sound, Technical report of Defense Technical Information Center