المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الفيزياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11470 موضوعاً
الفيزياء الكلاسيكية
الفيزياء الحديثة
الفيزياء والعلوم الأخرى
مواضيع عامة في الفيزياء

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر

الأفعال التي تنصب مفعولين
23-12-2014
صيغ المبالغة
18-02-2015
الجملة الإنشائية وأقسامها
26-03-2015
اولاد الامام الحسين (عليه السلام)
3-04-2015
معاني صيغ الزيادة
17-02-2015
انواع التمور في العراق
27-5-2016


The speed of sound  
  
223   01:37 صباحاً   التاريخ: 2024-06-15
المؤلف : Richard Feynman, Robert Leighton and Matthew Sands
الكتاب أو المصدر : The Feynman Lectures on Physics
الجزء والصفحة : Volume I, Chapter 47
القسم : علم الفيزياء / الفيزياء الكلاسيكية / الصوت /


أقرأ أيضاً
التاريخ: 2024-06-29 124
التاريخ: 16-7-2019 9056
التاريخ: 26-7-2019 32452
التاريخ: 17-10-2019 1550

Our deduction of the wave equation for sound has given us a formula which connects the wave speed with the rate of change of pressure with the density at the normal pressure:

In evaluating this rate of change, it is essential to know how the temperature varies. In a sound wave, we would expect that in the region of compression the temperature would be raised, and that in the region of rarefaction the temperature would be lowered. Newton was the first to calculate the rate of change of pressure with density, and he supposed that the temperature remained unchanged. He argued that the heat was conducted from one region to the other so rapidly that the temperature could not rise or fall. This argument gives the isothermal speed of sound, and it is wrong. The correct deduction was given later by Laplace, who put forward the opposite idea—that the pressure and temperature change adiabatically in a sound wave. The heat flow from the compressed region to the rarefied region is negligible so long as the wavelength is long compared with the mean free path. Under this condition the slight amount of heat flow in a sound wave does not affect the speed, although it gives a small absorption of the sound energy. We can expect correctly that this absorption increases as the wavelength approaches the mean free path, but these wavelengths are smaller by factors of about a million than the wavelengths of audible sound.

The actual variation of pressure with density in a sound wave is the one that allows no heat flow. This corresponds to the adiabatic variation, which we found to be PVγ=const, where V was the volume. Since the density ρ varies inversely with V, the adiabatic connection between P and ρ is

from which we get dP/dρ=γP/ρ. We then have for the speed of sound the relation

We can also write c2s=γPV/ρV and make use of the relation PV=NkT. Further, we see that ρV is the mass of gas, which can also be expressed as Nm, or as μ per mole, where m is the mass of a molecule and μ is the molecular weight. In this way we find that

from which it is evident that the speed of sound depends only on the gas temperature and not on the pressure or the density. We also have observed that

where ⟨v2⟩ is the mean square of the speed of the molecules. It follows that c2s=(γ/3)⟨v2⟩, or

This equation states that the speed of sound is some number which is roughly 1/(3)1/2 times some average speed, vav, of the molecules (the square root of the mean square velocity). In other words, the speed of sound is of the same order of magnitude as the speed of the molecules, and is actually somewhat less than this average speed.

Of course we could expect such a result, because a disturbance like a change in pressure is, after all, propagated by the motion of the molecules. However, such an argument does not tell us the precise propagation speed; it could have turned out that sound was carried primarily by the fastest molecules, or by the slowest molecules. It is reasonable and satisfying that the speed of sound is roughly 1/2 of the average molecular speed vav.




هو مجموعة نظريات فيزيائية ظهرت في القرن العشرين، الهدف منها تفسير عدة ظواهر تختص بالجسيمات والذرة ، وقد قامت هذه النظريات بدمج الخاصية الموجية بالخاصية الجسيمية، مكونة ما يعرف بازدواجية الموجة والجسيم. ونظرا لأهميّة الكم في بناء ميكانيكا الكم ، يعود سبب تسميتها ، وهو ما يعرف بأنه مصطلح فيزيائي ، استخدم لوصف الكمية الأصغر من الطاقة التي يمكن أن يتم تبادلها فيما بين الجسيمات.



جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولى لفكرة عمل الليزر والمتمثلة في الجملة التالية: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation وتعني تضخيم الضوء Light Amplification بواسطة الانبعاث المحفز Stimulated Emission للإشعاع الكهرومغناطيسي.Radiation وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت انشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث المحفز .stimulated emission



الفيزياء النووية هي أحد أقسام علم الفيزياء الذي يهتم بدراسة نواة الذرة التي تحوي البروتونات والنيوترونات والترابط فيما بينهما, بالإضافة إلى تفسير وتصنيف خصائص النواة.يظن الكثير أن الفيزياء النووية ظهرت مع بداية الفيزياء الحديثة ولكن في الحقيقة أنها ظهرت منذ اكتشاف الذرة و لكنها بدأت تتضح أكثر مع بداية ظهور عصر الفيزياء الحديثة. أصبحت الفيزياء النووية في هذه الأيام ضرورة من ضروريات العالم المتطور.