Физика: Как была измерена скорость звука в воздухе?

MrZheka17

02.07.2020 15:59

Физика

Есть ответ 👍

Как была измерена скорость звука в воздухе?

183

215

Посмотреть ответы 2

Ответы на вопрос:

vabik1983

Физика

4,5(69 оценок)

Мысль измерить скорость звука впервые пришла философу фрэнсису бэкону. по его совету этим занялся французский ученый марен марсенн. в 1630 г. он провел наблюдение над выстрелом из мушкета. расстояние между наблюдателем и мушкетом было поделено на время, прошедшее между вспышкой от выстрела и долетевшим до наблюдателя звуком. марсенн нашел, что скорость звука равна 230 туазам в секунду, что соответствует 448 м/сек. спустя полвека ученый исаак ньютон вычислил скорость звука теоретически, исходя из свойств воздуха и зависимости объема газа от давления, зависимости, выраженной законом бойля — мариотта. эта скорость оказалась немногим более половины скорости, полученной в опыте марсенна. когда теория противоречит опыту, следует искать, где же ошибка. ее начали искать и в теоретических рассуждениях ньютона, и в опыте марсенна. в 1738 г. французская академия наук повторила измерение скорости звука. опыт был поставлен на холме монмартр, близ парижа. было установлено, что скорость звука равна 171 туазу в секунду, что соответствует 337 м/сек. несовпадение с опытом марсенна объяснили тем, что его измерение времени было несовершенным. однако и результат повторного опыта не соответствовал теоретической формуле ньютона. в 1808 г. французский ученый пуассон выяснил, что закономерность, обнаруженная бойлем и мариоттом (именно она была положена в основу расчетов ньютона) , неприменима для описания, как распространяется звук в воздухе. этот закон справедлив лишь в том случае, когда объем газа изменяется медленно — так, что сжимаемый газ отдает среде, которая его окружает, возникающее в нем тепло; или, наоборот, так, что медленно расширяющийся газ успевает нагреваться от окружающей среды. следовательно, постоянство температуры воздуха (основное условие закона бойля — мариотта) может быть сохранено лишь в изотермических условиях, т. е. при свободном теплообмене между сжимаемым газом и окружающей этот газ средой.