1. 三種常見的海水聲速分布
一,、聲音在水中的傳播速度是:1500米每秒二、人們經(jīng)過反復測試,,發(fā)現(xiàn)水中聲速受溫度影響,。
海水里含有鹽類,含鹽的多少也對聲速有影響,。
在各種因素中,,溫度對聲速影響最大,每升高1℃,,水中聲速大約增大4.6米/秒,。
一般認為海水中的聲速是1500米/秒,約是大氣中聲速的4.5倍。
三,、科學家們還測出了各種液體里的聲速,。在20℃時,純水中的聲速是1482.9米/秒,;水銀中的聲速是1451米/秒,;甘油中的聲速是1923米/秒;酒精中的聲速是1168米/秒,,四氯化碳液體中的聲速是935米/秒。由此可見,,聲音在液體中傳播大都比在大氣中傳播快許多,,這和液體中的分子比較緊密有關。 四,、固體中的聲速也各不相同,,經(jīng)過反復測定發(fā)現(xiàn),聲波在固體中用縱波和橫波兩種形式傳播,,這兩種波的波速也不相同,。
2. 海洋聲速分布
海洋中的聲速
海水的聲學特性之一,與海水的密度,、壓縮率和比熱容有關,,也與溫度、靜壓力和鹽度有關,。因此海洋中的聲速因時因地而異,,但大致在 1450~1540米/秒范圍內(nèi)變化??捎寐曀賰x在海上現(xiàn)場直接測量聲速,,也可以通過測量海水的溫度和鹽度,然后按經(jīng)驗公式計算,。廣泛采用的是1962年發(fā)表的W.D.威耳孫海水聲速公式,,它已編制成聲速計算表加以應用。此式適用的溫度,、鹽度和靜壓力的變化范圍很寬,均方誤差為±0.3米/秒,大致和聲速儀的測量結果相當,。1971年,H.W.弗賴伊和J.D.皮尤發(fā)表了更精確而簡單的聲速經(jīng)驗公式:
c=1449.30+ΔcT+ΔcS+Δcp+ΔcS,p,T
式中 ΔcT=4.587T-5.356×10-2T2+2.604×10-4T3
ΔcS=1.19(S-35)+9.6×10-2(S-35)3
Δcp=1.5848×10-1p+1.572×10-5p2-3.46×10-12p4
ΔcS,p,T= 1.354×10-5T2p-7.19×10-7Tp2-1.2×10-2(S-35)
Tc為聲速(米/秒),;T 為溫度(°C),;S為鹽度;p為靜壓力(公斤/厘米2),。
此公式的應用范圍:-3°C<T<30°C,,33.1<S<36.6,1.033公斤/厘米2<p <984.3公斤/厘米2。此范圍占全世界海洋水域的99.5%,。按此公式計算的結果,,聲速均方誤差為0.1米/秒
3. 海水聲波速度
雖然次聲波看不見,聽不見,,可它卻無處不在.地震,、火山爆發(fā)、風暴,、海浪沖擊,、槍炮發(fā)射、熱核爆炸等都會產(chǎn)生次聲波,,科學家借助儀器可以“聽到”它. 次聲波的傳播速度和可聞聲波相同,,由于次聲波頻率很低。
大氣對其吸收甚小,,當次聲波傳播幾千千米時,,其吸收還不到萬分之幾,所以它傳播的距離較遠,,能傳到幾千米至十幾萬千米以外,。1883年8月,南蘇門答臘島和爪哇島之間的克拉卡托火山爆發(fā),,產(chǎn)生的次聲波繞地球三圈,,全長十多萬公里,歷時108小時.1961年,,蘇聯(lián)在北極圈內(nèi)新地島進行核試驗激起的次聲波繞地球轉(zhuǎn)了35圈. 次聲波還具有很強的穿透能力,,可以穿透建筑物、掩蔽所,、坦克,、船只等障礙物.7 000 Hz的聲波用一張紙即可阻擋,而7 Hz的次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土.地震或核爆炸所產(chǎn)生的次聲波可將岸上的房屋摧毀.次聲如果和周圍物體發(fā)生共振,,能放出相當大的能量,,如4 Hz~8 Hz的次聲能在人的腹腔里產(chǎn)生共振,可使心臟出現(xiàn)強烈共振和肺壁受損.
4. 海水溫度與聲速的關系
答:超音速即指超過聲音的速度,。臨界速度是1224km/h,,超過這個速度的都是超音速。聲音在15℃的空氣中的速度是340米每秒,,大約是1224千米每小時,。
超音速是指速度比340米每秒大的狀態(tài),而水音速也就是水下聲速,,聲音在水中傳播速度大約是在空氣中傳播速度的4.5倍,,大約是1500米/秒,,當然水中聲音傳播的速度還受水環(huán)境的影響(比如熱量等)。
所以常規(guī)低于1500米/秒的超音速沒有水音速快,。
5. 聲速在海水中的傳播速度
0.00294s
聲音傳播速度340m/s,傳播1米當然是0.00294s了,保留三位有效數(shù)字2.94*10^(-3).
音速也是聲速,,即聲音在介質(zhì)中傳播之速度。音波可以在固體,、液體或是氣體介質(zhì)中傳播,,介質(zhì)密度愈大,則音速愈快,。在空氣中,,音速又會依空氣之狀態(tài)(如濕度、溫度,、密度)不同而有不同數(shù)值,。如攝氏零度之海平面音速約為 331.5m/s(1193 km/h);一萬米高空之音速約為 295m/s(1062 km/h),;另外每升高1攝氏度,音速就增加0.607m/s,。
6. 海水中的聲速
25 ℃時,水中的聲速為1497 m/s.
聲速跟介質(zhì)的種類有關,也與介質(zhì)的溫度有關.
25 ℃時水中的聲速為1497 m/s,;
25 ℃時空氣中的聲速為346 m/s;
25 ℃時海水中的聲速為1531m/s.
科學家們還測出了各種液體里的聲速,。在20℃時,,純水中的聲速是1482.9米/秒;水銀中的聲速是1451米/秒,;甘油中的聲速是1923米/秒,;酒精中的聲速是1168米/秒,四氯化碳液體中的聲速是935米/秒,。
在各種因素中,,溫度對聲速影響最大,每升高1℃,,水中聲速大約增大4.6米/秒,。
7. 海水的傳聲速度
聲音在不同介質(zhì)中的傳播速度不同,在固體中傳播最快,,鉛是固體,,在鉛中的傳播速度最快,軟木雖然也是固體,,但結構較松散,,傳聲的速度要小于鉛;海水是液體,,聲音在液體體中的傳播速度較快,;空氣是氣體,,聲音在氣體中的傳播速度最慢