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(fù)測(cè)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(duì)聲速有影響,。
在各種因素中,,溫度對(duì)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(rèn)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(xué)家們還測(cè)出了各種液體里的聲速。在20℃時(shí),,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(guān)。 四,、固體中的聲速也各不相同,,經(jīng)過反復(fù)測(cè)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(xué)特性之一,與海水的密度,、壓縮率和比熱容有關(guān),,也與溫度、靜壓力和鹽度有關(guān),。因此海洋中的聲速因時(shí)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(chǎng)直接測(cè)量聲速,,也可以通過測(cè)量海水的溫度和鹽度,然后按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)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(jì)算表加以應(yīng)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(cè)量結(jié)果相當(dāng),。1971年,,H.W.弗賴伊和J.D.皮尤發(fā)表了更精確而簡(jiǎn)單的聲速經(jīng)驗(yàn)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(yīng)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(jì)算的結(jié)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(fēng)暴,、海浪沖擊、槍炮發(fā)射,、熱核爆炸等都會(huì)產(chǎn)生次聲波,,科學(xué)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(duì)其吸收甚小,,當(dāng)次聲波傳播幾千千米時(shí),其吸收還不到萬分之幾,,所以它傳播的距離較遠(yuǎn),,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(zhǎng)十多萬公里,,歷時(shí)108小時(shí).1961年,,蘇聯(lián)在北極圈內(nèi)新地島進(jìn)行核試驗(yàn)激起的次聲波繞地球轉(zhuǎn)了35圈. 次聲波還具有很強(qiáng)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(dāng)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(qiáng)烈共振和肺壁受損.
4. 海水溫度與聲速的關(guān)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(gè)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(shí),。
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(dāng)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?zèng)]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(dāng)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(huì)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(shí),水中的聲速為1497 m/s.
聲速跟介質(zhì)的種類有關(guān),也與介質(zhì)的溫度有關(guān).
25 ℃時(shí)水中的聲速為1497 m/s,;
25 ℃時(shí)空氣中的聲速為346 m/s;
25 ℃時(shí)海水中的聲速為1531m/s.
科學(xué)家們還測(cè)出了各種液體里的聲速,。在20℃時(shí),,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(duì)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(jié)構(gòu)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