Heli kiirus

Allikas: Vikipeedia

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[muuda | muuda lähteteksti]

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[muuda | muuda lähteteksti]

Helikiiruse sõltuvus õhutemperatuurist
Temperatuur
°C
Heli kiirus
m/s[1]
Heli kiirus
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[muuda | muuda lähteteksti]

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[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  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