Səsin sürəti nədir və onu necə tapdılar?

Uzun illər filosoflar “meşədə ağac yıxılsa və onu eşidən yoxdursa, ondan səs gəlirmi?” deyə soruşurdular. Alimlər bu suala cavab verdilər və səsin nə qədər sürətlə yayıldığını anlamağa davam etdilər. Bu sürəti hesablamaq göründüyü qədər sadə deyildi. İşıq sürətindən fərqli olaraq, səsin sürəti sabit deyil və müxtəlif dəyişənlər onun sürətini dəyişir. Elm adamları səbr etdilər və indi səsin necə işlədiyini başa düşürlər, istər soprano səsi, istərsə də yerə çırpılan bir ağacın səsi.

Səs nədir?

Səs vibrasiya nəticəsində yaranan enerjidir. Obyektlər titrəyərkən ətrafdakı hissəciklərin titrəməsinə səbəb olur və bu da öz növbəsində daha çox hissəciklərin titrəməsinə səbəb olur. Bu səs dalğasıdır. Məsələn, ağac yerə yıxılırsa, onun enməsi nəticəsində yaranan titrəyişlər səs dalğası yaradır. Səs dalğaları enerjisi bitənə qədər davam edir və dalğanın əhatə dairəsində qulaqlar varsa, həqiqətən də eşidilə bilər.

Charlie Brown şükran günü nə vaxt edildi

Səsin sürəti nədir?

Səs sürətindən danışarkən, insanların çoxu səs dalğalarının havada yayılan sürətini nəzərdə tutur. 68 dərəcə Fahrenheit temperaturda, quru bir mühitdə səsin sürəti saatda təxminən 767 mildir. Sürət müxtəlif temperaturlarda dəyişir və həmçinin havada mövcud olan qazlardan asılı olaraq dəyişir.

Simlər Qanunu

Eramızdan əvvəl 6-cı əsrdə filosof, riyaziyyatçı və lira ifaçısı Pifaqor səsin işləmə üsulunu araşdırmağa vaxt sərf etdi. Rəvayətə görə, onun səs üzərində işləməsi dəmirçi dükanında müxtəlif ölçülü çəkiclərin müxtəlif tonlar yaratmasını görməkdən ilhamlanıb. Çox güman ki, onun lirasının simlərinin uzunluğu ilə təcrübə aparmaq onun tezliyin simin uzunluğu ilə tərs mütənasib olduğunu kəşf etməsini ilhamlandırıb. O, simlərin birinci qanunu kimi tanınır və səs dalğaları haqqında yazılmış ilk əsərlərdən biridir.

Ser İsaak Nyuton

Ser Isaac Newton səs sürətini ilk nəşr etdirdi. Trinity Kollecində bir sütunda dayanan Nyuton əllərini çırpdı və səsin qulaqlarına qayıtması üçün nə qədər vaxt lazım olduğunu ölçdü. Müasir ölçmə avadanlığı olmadan o, vaxtı ölçmək üçün sarkaçdan istifadə edirdi. Onun Principia Mathematica-da dərc olunan rəqəmi təxminən 15 faiz azalıb. Nyutonun işləyib hazırladığı düstur Pierre-Simon Laplace tərəfindən təkmilləşdirilmişdir və Nyuton-Laplas tənliyi kimi tanınır.

Silah atəşi ilə səs sürətinin ölçülməsi

1700-cü illərin əvvəllərində Möhtərəm Uilyam Durham səs sürətini ölçmək üçün təcrübələr apardı. O, teleskopla bir qüllədə dayanarkən köməkçilər bir sıra yerli yerlərə silah atəşi açdılar. Durham atəş səsini müşahidə etdi və səsi eşitməsi üçün nə qədər vaxt lazım olduğunu ölçmək üçün sarkaçdan istifadə etdi. O, cəlb olunan məsafələri bildiyinə görə səsin sürəti hesablana bilərdi və ən erkən ağlabatan dəqiq hesablama hesab olunur.

Kundt borusu ilə səs sürətinin ölçülməsi

Avqust Kundt 1866-cı ildə Kundt borusunu icad etdi. Aparat az miqdarda incə toz olan şəffaf borudan ibarətdir. Borunun bir ucunda səs yarandıqda, toz səs dalğaları ilə hərəkət edir. Dalğa uzunluğundan asılı olaraq boruda bərabər aralı intervallarda çökür. Toz yığınları arasındakı məsafənin ölçülməsi səsin sürətini hesablamağa imkan verir. Kundt borusunun müxtəlif qazlarla doldurulması səsin sürətini müxtəlif mühitlərdə ölçməyə imkan verir.

Mikrofonlarla səs sürətinin ölçülməsi

Bu gün səs sürətini ölçməyin ən sadə yolu iki mikrofondan istifadə etməkdir. Əsas konsepsiya Durhamın ov tüfəngləri ilə eynidir, lakin saniyəölçənlər və sürətli qeyd cihazları səs mənbəyi ilə ölçmə cihazı arasında daha qısa məsafəni təmin edir. Səs həm də ov tüfəngi partlayışından daha yumşaq ola bilər.

Hündürlüyün Təsirləri

Temperatur səsin sürətinə ən çox təsir edir. Sabit tərkibli hər hansı bir ideal qazda səsin sürəti yalnız temperaturdan asılıdır. Temperatur aşağı düşdükcə səs yavaşlayır, yəni səs dalğaları yüksək hündürlüklərdə daha yavaş hərəkət edir. Buna görə səsin ümumi sürəti dəniz səviyyəsində ölçülür və müəyyən bir temperatura əsaslanır.

sökülən vint

Fərqli Maddələrdə Səs

Səs hissəciklərin titrəməsi ilə yarandığı üçün onun içindən keçmək üçün mühit lazımdır. Bu o deməkdir ki, vakuumda heç bir səs yoxdur, həm də səsin havadan başqa maddələrlə hərəkət edə biləcəyi deməkdir. Əslində, səs qazlar vasitəsilə ən yavaş hərəkət edir. Suda dörd dəfədən çox, dəmirdən isə 15 dəfə daha sürətli hərəkət edir.

Səs Baryerini Qırmaq

İlkin aviasiya mühəndisləri səs sürətinin keçilməsi mümkün olmayan bir maneə olduğuna inansalar da, süni cisimlər onu ilk dəfə əsrlər əvvəl sındırdılar. Bir qamçıdan eşidilən çat bir səs bumudur və hətta ilk güllələr səs sürətindən daha sürətli hərəkət edirdi. Chuck Yaeger 1947-ci ildə bir səviyyəli uçuşda səsdən daha sürətli uçan ilk insan oldu. 2012-ci ildə Feliks Baumqartner 120.000 futdan paraşütlə tullanaraq avtomobilsiz səsdən daha sürətli səyahət edən ilk insan oldu.