声速

  关于动画角色，请见“声波 (变形金刚)”。

声速，又称“音速”（每秒340 米，每小时1224千米），顾名思义即是声音的速度，定义为单位时间内振动波传递的距离。声速（波传递的速度）与传递介质的材质状况（密度、温度、压力…）有绝对关系，而与发声者（波源）本身的速度无关，而发声者（波源）与听者（观察者）间若有相对运动关系，就形成了多普勒效应；由此观点，我们可以知道，超声速时的诸多物理现象（震波、音爆、音障...），其实与声音无关，而是压缩波密集累积所产生的物理现象。声音的传播速度在固体最快，其次液体，而气体的声速最慢。通常声速是指在空气中的声速，为343.2米/秒（1,236千米/小时）。声速又会依空气之状态（如湿度、温度、密度）不同而有不同数值。如摄氏零度之海平面声速约为331.5米/秒（1193千米/小时）；一万米高空之声速约为295米/秒（1062千米/小时）；另外每升高1 °C，声速就增加0.607米/秒。声速的上限取决于精细结构常数和光电子质量比，约每秒36千米。

在固体中有两种可能的声波，其中一种是与流体相同的纵波，另一种是流体没有的横波，两种不同的声波可以有不同的传播速度（例如地震波）。纵波形式的声速取决于介质的压缩率和密度，而固体中横波形式的声速取决于介质的刚度和密度。

在超流体中也存在两种不同的“声波”，第一种声波是与平常流体相同的密度波，另一种是超流体特有的第二声波。

基本概念

声音的传播可以初步用一个简化的模型来描述：许多连接起来的球。在真实的自然界中，球代表分子而弹簧代表分子与分子间的相互作用力。

声速的一般公式

一般来说，声速c 的大小有其公式，

$c = \sqrt{\frac{B}{\rho}}$

其中$B$是不可压缩率，$\rho$是密度。

因此声速随着介质的不可压缩率增加而变快，随着介质的密度增加而变慢。1816年，Pierre-Simon Laplace修正了牛顿的声速公式，指出了声传播是一个热力学绝热过程（体系与外界没有热量传递）而不是牛顿所认为的等温过程（体系温度保持恒定）。对于一般的状态方程，在经典力学适用范围内，声速c 可表示成

$c=\sqrt{\frac{\partial p}{\partial\rho}}$

此处偏微分针对绝热变化。

对于远离液态工作点的理想气体，

$c = \sqrt{\gamma RT}$

式中:

$\gamma$为定压比热与定容比热之比，双原子气体（包括空气）$\gamma$=1.4

R为气体常数,空气为287J/(kg·K)

T为绝对温度(K)

如果相对论的效应明显的话，声速可由相对论的欧拉方程计算。

声速在干燥空气中传播时受到环境温度的影响，它与温度的关系可表示为：c=331.6+0.6T(m/s)(其中T为摄氏温标,331.6 m/s是声波在空气中温度为0摄氏度时的传播速度)。

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