Скорость звука до солнца
Если мы слышим какой-либо звук, значит, поблизости должен находиться вибрирующий предмет. Но этого не достаточно. Звук должен где-то распространяться. Что-то должно его переносить от источника к приемнику. Это что-то называется «среда». Средой может служить что угодно – воздух, вода, предметы, даже земля. Индейцы прикладывали ухо к земле, чтобы услышать отдаленные звуки.
Нет среды – нет и звука. Если в каком-то объеме создать вакуум, звук в нем не сможет распространяться. Это связано с тем, что звук распространяется волнами. Вибрирующий предмет передает свою вибрацию соседним молекулам или частичкам. Происходит передача движения от одной частички к другой, что приводит к появлению звуковой волны.
Средой распространения звуковых волн могут быть различные материалы – дерево, воздух, вода; следовательно, скорость распространения звуковых волн должна быть различной. Если мы говорим о скорости звука, мы должны спросить: а в какой среде?
Скорость звука в воздухе составляет 335 м/с. Но это при температуре 0 °C. С повышением температуры скорость распространения звука также увеличивается.
В воде звук распространяется быстрее, чем в воздухе. При температуре 8 °C скорость его распространения составляет около 1 435 м/с, или около 6 000 км/ч. В металле эта скорость достигает порядка 5 000 м/с, или 20 000 км/ч.
Ты, наверное, думаешь, что сильный звук имеет более высокую скорость, чем слабый, но это не так. Его скорость не зависит и от его высоты (высокий или низкий).
Ты можешь сам провести опыт по сравнению скорости звука в разных средах. Зайди в воду и ударь друг о друга двумя камнями. Теперь опустись под воду и снова постучи этими камнями. Ты удивишься тому, что звук распространяется в воде лучше, чем в воздухе.
Источник
Насколько громкое солнце? Инфрозвуковые волны на Солнце.
Солнца очень громкое. На каждый квадратный метр поверхность солнца генерирует от тысячи до нескольких десятков тысяч звуковых мощностей. Вспомните звук полицейской сирены и умножьте его на 10, а в некоторых случаях, можете смело умножать мощность на 100 и этот полученный звук будет только с одного квадратного метра поверхности Солнца.
Как учены определили звук Солнца?
Благодаря таким инструментам, как гелиосейсмический и магнитный тепловизор ученые могут измерять доплеровский сдвиг на видимой поверхности Солнца, таким способом ученым удается увидеть инфразвуковые волны, резонирующие на Солнце.
Представьте, горячий материал поднимается через внешние слои, достигает поверхности, излучает солнечный свет и примерно через 5 минут опускается. Большая часть звуковой энергии отражается вниз на Солнце, но часть выходит в солнечную хромосферу и корону (примерно от 30-300 ватт на квадратный метр поверхности).
Звуки солнца. Видео взято с youtube канала QuantumBalancing. Звук в видео взят из открытых источников Солнечной обсерватории ( SDO) , картинка NASA.
Конечно, многие зайдя в этот пост, хотели бы услышать звук солнца. И Вы можете это сделать, просто запустите видео выше, спасибо обсерватории солнечных систем. Учтите, что звук сильно отфильтрован. Из данных полученных Солнечной обсерваторией извлечены конкретные резонансные режимы. Это было сделано специально, чтобы звук был более понятен нашему уху.
Источник
Ученые определили верхний предел скорости звука во Вселенной
Специальная теория относительности Эйнштейна (СТО) устанавливает абсолютный предел скорости, с которой может двигаться волна – скорость света в вакууме составляет примерно 300 000 км в секунду. Однако до сих пор не было известно, имеют ли звуковые волны верхний предел скорости при прохождении через твердые тела или жидкости. Недавно британским и российским ученым удалось выяснить, как определить верхний предел скорости звуковых волн, зависящих от центральных констант – общих параметров, с помощью которых мы постигаем таинственную физику нашей Вселенной. Это ограничение скорости, как показали результаты исследования, опубликованного в журнале Science Improvements, составляет 36 километров в секунду, что примерно вдвое больше скорости звука, проходящего через самый твердый драгоценный материал на Земле – алмаз.
Скорость звука – скорость распространения в среде упругих волн.
Как распространяются световые и звуковые волны?
Итак, верхний предел скорости звука, согласно новым расчетам, составляет 36 километров в секунду, что примерно в два раза превышает скорость передачи звука через алмаз. Звук и свет путешествуют как волны, но ведут себя немного по-разному. Так, скорость звука определяется упругостью и плотностью среды, в газах и жидкостях она меньше, в твердых телах — больше. А вот в вакууме звуковые волны распространяться не могут, так как там нечему колебаться.
Видимый свет – это разновидность электромагнитного излучения, названного так главным образом потому, что световые волны состоят из колеблющихся электрических и магнитных полей. Эти поля генерируют самоподдерживающуюся электромагнитную волну, которая может перемещаться в вакууме – и ее основная скорость составляет около трехсот тысяч километров в секунду. А вот путешествие через среду, такую как вода или атмосфера, замедляет ее.
Представьте себе механическую волну, которая вызвана вибрацией в среде. Когда волна проходит через среду, молекулы этой среды сталкиваются друг с другом, передавая энергию по ходу движения. Следовательно, чем жестче среда и чем сложнее ее сжать – тем быстрее распространяется звук. В жестком надежном материале, как алмаз, звук может путешествовать еще быстрее.
Если приложить ухо к рельсам, вы услышите звук приближающегося поезда быстрее, чем по воздуху.
В жидкостях, в том числе в воде, звук мчится в 4 с лишним раза быстрее, чем в воздухе.
Авторы нового исследования отмечают, что сейсмологи, например, используют звуковые волны, вызванные землетрясениями глубоко в недрах земли, чтобы понять характер сейсмических событий и внутреннее строение земли. Они также представляют интерес для материаловедов, потому что определяют упругие свойства материалов, их способность противостоять нагрузкам. Все вышеперечисленное означает, что существует определенная проблема с тем, чтобы установить ограничение скорости звука во Вселенной. Так как же исследователям это удалось?
Чтобы всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram.
Ограничение скорости звука
Чтобы оценить ограничение скорости звука, группа исследователей из Лондонского университета Королевы Марии, Кембриджского университета и Института физики высоких давлений в Троицке обнаружила, что ограничение скорости звука зависит от двух фундаментальных констант: постоянной тонкой структуры (фундаментальной физической постоянной, характеризующей силу электромагнитного взаимодействия) и отношения масс протона и электрона (одна из важных физических констант, известна с большой точностью — 1836,152672.).
Точно настроенные значения постоянной тонкой структуры и отношения массы протона к массе электрона, а также равновесие между ними управляют ядерными реакциями такого типа, как распад протонов и ядерный синтез в звездах. Баланс между этими двумя величинами задает узкий коридор «зоны обитаемости» или «зоны Златовласки» – условной зоны в космосе с наиболее благоприятными условиями для жизни, – пишут авторы научной работы.
Авторы исследования надеются, что полученные результаты будут иметь дальнейшее научное применение.
Исследователи предположили, что темп звука уменьшается с увеличением массы атома. Проверив это предположение на широком спектре разнообразных материалов, ученые пришли к выводу о том, что звук должен передаваться быстрее всего через твердый атомарный водород, который может существовать только при очень высоком давлении, например, в ядрах газовых гигантов, таких как Юпитер и Сатурн (давление на самых больших планетах Солнечной системы превышает один миллион атмосфер). Находясь в твердом состоянии атомарный водород представляет собой металл со сверхпроводниковыми свойствами. После проведения сложных квантово-механических расчетов исследователи определили что в твердом атомарном водороде скорость звука ближе всего к теоретическому пределу.
Издание Science Alert приводит слова одного из авторов исследования физика Константин Траченко (Kostya Trachenko) из Лондонского университета Королевы Марии:
Мы надеемся, что результаты научной работы получат дальнейшее применение в науке, что поможет исследователям найти и понять предельные значения различных свойств, например вязкость и теплопроводность, которые относятся к высокотемпературной сверхпроводимости, кварк-глюонной плазме и физике черных дыр.
Источник
Физики определили верхний предел скорости звука во Вселенной
Специальная теория относительности Эйнштейна показала нам предел возможной скорости во Вселенной — скорость света в вакууме. Со скоростью звука всё несколько сложнее. Невозможно её измерить в каждом существующем материале, но теперь учёным удалось установить её верхний предел, основанный на фундаментальных константах и универсальных параметрах, с помощью которых мы понимаем физику Вселенной.
И звук, и свет, с одной стороны, распространяются как волны, но, с другой, — ведут они себя совершенно иначе. Видимый свет — это форма электромагнитного излучения, поэтому световые волны состоят из колеблющихся электрических и магнитных полей. Эти поля генерируют самоподдерживающуюся электромагнитную волну, которая может перемещаться в вакууме, и её максимальная скорость составляет около 300 000 километров в секунду. Прохождение через какую-либо среду, такую как вода или атмосфера, замедляет световые волны.
Звук же — это механическая волна, которая вызвана вибрацией в среде. Когда волна проходит через среду, её молекулы сталкиваются друг с другом, передавая энергию по ходу движения. Следовательно, происходит обратное — чем жёстче среда, тем труднее ее сжимать, и тем быстрее распространяется звук. К примеру, именно поэтому звук в воде распространяется быстрее, чем, скажем, в атмосфере, благодаря чему, киты и дельфины могут общаться между собой на огромных расстояниях [1] .
В твёрдом теле, как, например, алмаз, звук может двигаться ещё быстрее. Собственно, именно это его свойство используется учёными для изучения внутреннего строения как Земли [2] , так и звёзд [3] . Ну и само собой звуковые волны используют материаловеды при изучении различных свойств материалов тех или иных сред. Таким образом, предел скорости звука, как минимум, теоретически опишет для нас свойства самого твёрдого материала во Вселенной, поможет нам найти и понять пределы различных свойств, таких как вязкость и теплопроводность, имеющих отношение к высокотемпературной сверхпроводимости, кварк-глюонной плазме и даже физике черных дыр.
При вычислении предела скорости звука, команда учёных из Англии и России обнаружила, что он зависит от двух фундаментальных констант: постоянной тонкой структуры [4] , характеризующей силу электромагнитных взаимодействий между элементарными заряженными частицами, и отношение массы протона к массе электрона [5] .
Интересно, что точно настроенные значения константы тонкой структуры и отношения массы протона к массе электрона, а также баланс между ними управляют ядерными реакциями, такими как распад протона и ядерный синтез в звёздах, приводя к созданию основных биохимических элементов, включая углерод. Этот же баланс обеспечивает узкую «зону обитаемости» в пространстве, где могут образовываться звёзды и планеты и появляться поддерживающие жизнь молекулярные структуры.
Это же сочетание постоянной тонкой структуры и отношения массы протона к массе электрона приводит к другой безразмерной величине, которая имеет неожиданное и специфическое значение для ключевого свойства конденсированных фаз — скорости, с которой волны распространяются в твёрдых и жидких телах, то есть скорости звука. Для подтверждения уравнение, выведенного специалистами, они экспериментально измерили скорость звука в большом количестве элементарных твёрдых тел и жидкостей и результаты измерений, полностью согласовались с предсказаниями.
В результате расчётов, получилось, что ограничение скорости звука, согласно расчётам, составляет 36 километров в секунду , что примерно в два раза больше скорости звука, проходящего через алмаз [6] .
Источник
Скорость звука до солнца
- Google+
- Одноклассники
- Surfingbird
- Мой круг
- LiveJournal
- Мой мир
- Я.ру
Как поступить в Университет
Направления Университета Детей
«Импульс» 9−10 лет
«Динамика» 11−12 лет
«Векторы» 13−14 лет
Подписка на рассылку
Скорость звука в космосе отличается от скорости звука на Земле?
Антон Захаров
Ни да, ни нет. Дело в том, что звука в космосе просто нет. Звук – это вибрации молекул, которые передаются на расстояние. Это значит, что звук может распространяться только в том случае, если есть молекулы, которые будут передавать свои вибрации.
Скорость звука в разных средах разная. В воздухе эта скорость относительно маленькая (
340 м/с). Сейчас многие самолеты могут летать намного быстрее. В воде скорость звука в несколько раз больше (
1500 м/с), чем в воздухе, а в твердых телах она становится совсем большой (в железе
5000 м/с). Это связано с тем, что твердые тела (железо) обычно плотнее, чем жидкие (вода) и газообразные (воздух), а значит молекулы там расположены ближе друг к другу, и передавать вибрации им проще.
Космос – это очень пустое пространство. Молекул, летающих там, очень мало. Поэтому вероятность того, что они встретятся и передадут свои вибрации, очень маленькая. Поэтому в космосе звук не распространяется. Ну или если очень хочется, то распространяется, но практически с нулевой скоростью.
Почему у пожилых людей седеют волосы?
Никто точно не знает. Причем ученые пока не могут однозначно ответить ни на вопрос, зачем это нужно, ни как это происходит. Но некоторые идеи на этот счет есть. Начнем с того, как.Есть две основных версии того, как люди седеют. Обе они сходятся в том, что это происходит, когда в клетках, из которых вырастают волосы, перестают производиться белки-пигменты, которые придают волосам цвет. Согласно первой версии это происходит просто из-за старения этих клеток. Со временем в ДНК любых клеток могут накапливаются ошибки, и они перестают работать нормально. В случае клетками, которые отвечают за рост волос, это приводит к тому, что они теряют возможность нормально производить пигменты.
Источник