Helikiirus: erinevus redaktsioonide vahel

Eemaldatud sisu Lisatud sisu

Reasisene

Redaktsioon: 12. juuli 2017, kell 12:25

Heli kiirus on helilaine levimise kiirus elastses keskkonnas ehk teepikkus, mis läbitakse ühikulise aja jooksul.

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

c={\sqrt {\frac {E}{\rho }}}\,

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

c={\sqrt {\gamma {\frac {p}{\rho }}}}\,

ent on helisagedusest sõltumatu suurus.

Üldise olekuvõrrandi korral on heli kiirus leitav seosest

c^{2}={\frac {\partial p}{\partial \rho }}.

kus tuletis leitakse eeldades adiabaatilist protsessi.

Sõltuvus õhutemperatuurist

Helikiiruse sõltuvus õhutemperatuurist
Temperatuur $\vartheta$ °C	Heli kiirus $c_{\text{S}}$ m/s^[1]	Heli kiirus $c_{\text{S}}$ 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 liiguvad sellises keskkonnas erineva faasikiirusega, kuid heli poolt kantav energia liigub rühmakiirusel. Dispersioon on iseloomulik paljudele lainenähtustele, mistõttu esineb sarnane nähtus ka valguse puhul (kirjeldust vt Dispersioon (füüsika)). Heli puhul nimetatakse seda 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

Ülehelikiirus

Viited

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

[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

[1]

[2]

@@ 1. rida: / 1. rida: @@
 {{keeletoimeta}}
-'''Heli kiirus''' on [[helilaine]] levimise [[kiirus]] [[elastne keskkond|elastses keskkonnas]], [[teepikkus]], mis läbitakse ühikulise [[aeg|aja]] jooksul.
+'''Heli kiirus''' on [[helilaine]] levimise [[kiirus]] [[elastne keskkond|elastses keskkonnas]] ehk [[teepikkus]], mis läbitakse ühikulise [[aeg|aja]] jooksul.
-[[Õhuniiskus|Kuivas]] [[Õhk|õhus]] [[temperatuur]]il 20°[[Celsiuse skaala|C]] on heli kiirus ligikaudu 343 m/s ehk 1235 km/h ehk ligikaudu üks kilomeeter kolme sekundi jooksul.
+[[Õhuniiskus|Kuivas]] [[Õhk|õhus]] [[temperatuur]]il 20 °[[Celsiuse skaala|C]] on heli kiirus ligikaudu 343 m/s ehk 1235 km/h ehk ligikaudu üks kilomeeter kolme sekundi jooksul.
 == Baasvalemid ==
@@ 28. rida: / 28. rida: @@
 |+Helikiiruse sõltuvus õhutemperatuurist
 |- class="hintergrundfarbe5" style="vertical-align:top;"
-! width="20%" | Temperatuur<br /><math>\vartheta</math> in °C
+! width="20%" | Temperatuur <math>\vartheta</math><br /> °C
-! width="40%" | Heli kiirus<br /><math>c_\text{S}</math>  m/s<ref>Quelle unbekannt, s. auch {{CRC Handbook |Auflage=57 |Kapitel=E |Startseite=54}}</ref>
+! width="40%" | Heli kiirus <math>c_\text{S}</math><br /> m/s<ref>Quelle unbekannt, s. auch {{CRC Handbook |Auflage=57 |Kapitel=E |Startseite=54}}</ref>
-! width="40%" | Heli kiirus<br /><math>c_\text{S}</math>  km/h
+! width="40%" | Heli kiirus <math>c_\text{S}</math><br /> km/h
 |-
 | +50 || 360,57 || 1298
@@ 59. rida: / 59. rida: @@
 == Akustiline dispersioon ==
-'''Dispersioonivabas keskkonnas''' on heli kiirus sõltumatu [[helisagedus]]est. Selliseks keskkonnaks on näiteks ideaalne gaas. '''Dispersiivses keskkonnas''' sõltub heli kiirus [[helisagedus]]est. Selle sõltuvuse määrab [[dispersiooniseos]]. Erinevad sageduskomponendid liigub sellises keskkonnas erineva [[faasikiirus]]ega, kuid heli poolt kantav energia liigub [[rühmakiirus]]el. Dispersioon on iseloomulik paljudele lainenätustele, mistõttu esineb sarnane nähtus ka [[valgus]]e jaoks (kirjelduse jaoks vt [[Dispersioon (füüsika)]]). Heli juhul nimetatakse antud nähtust [[akustiline dispersioon|akustiliseks dispersiooniks]].
+'''Dispersioonivabas keskkonnas''' on heli kiirus sõltumatu [[helisagedus]]est. Selliseks keskkonnaks on näiteks ideaalne gaas. '''Dispersiivses keskkonnas''' sõltub heli kiirus [[helisagedus]]est. Selle sõltuvuse määrab [[dispersiooniseos]]. Erinevad sageduskomponendid liiguvad sellises keskkonnas erineva [[faasikiirus]]ega, kuid heli poolt kantav energia liigub [[rühmakiirus]]el. Dispersioon on iseloomulik paljudele lainenähtustele, mistõttu esineb sarnane nähtus ka [[valgus]]e puhul (kirjeldust vt [[Dispersioon (füüsika)]]). Heli puhul nimetatakse seda nähtust [[akustiline dispersioon|akustiliseks dispersiooniks]].
 Kuuldava heli jaoks on [[lämmastik]]u ja [[hapnik]]u segu dispersioonivaba, kuid kuna õhk sisaldab ka [[süsihappegaas]]i, siis muutub see kõrgetel sagedustel (> 28 [[Herts|kHz]]) dispersiivseks.<ref>Dean, E. A. (August 1979). [http://handle.dtic.mil/100.2/ADA076060 Atmospheric Effects on the Speed of Sound], Technical report of Defense Technical Information Center</ref>