소리의 속도 발견

소리의 속도 발견

17세기에 프랑스 과학자 겸 철학자인 피에르 가상디가 최초로 공기 중의 음속을 측정하였습니다.

피에르 가상디는 총에서 발생하는 섬광을 발견하고서 거리를 가까운 곳에서부터 먼 거리까지 보고 듣는 시간 차이를 측정했습니다.

 

 

소리의 속도가 주파수와 무관하다는 결론은 내렸습니다.

소리 속도에 대한 연구가 진보하여 19세기에는 진동판 이론에 이르렀습니다.

 

이는 음파가 고체, 액체, 기체 순으로 가장 빠르게 이동한다는 것을 알고 있었기 때문에 철로에 귀를 대고 있으면 눈에는 보이지 않지만 멀리서 기차가 오는 소리를 들을 수 있는 원리를 이해할 수 있었습니다.

 

지하철 지나가는 소리 속도

 

고체에서 음파 전달은 과학 분야에서 상당히 중요합니다.

지진학자들은 지진 현상의 특성과 지구 속성을 알기 위해서 지구 내부 깊은 곳에 지진에 의해 시작되는 음파를 사용합니다.

 

 

음파는 스트레스에 저항하는 능력을 포함한 중요한 탄성 속성과 관련이 있기 때문입니다.

음파의 속도는 물질을 함께 묶는 화학 결합의 유형과 원자의 질량 등 다양한 요인에 따라 달라집니다.

 

한 수준에서 공기는 아주 작은 입자들로 구성되어있습니다.

대부분 산소가 함유된 질소 가스인데 아주 작은 공기 입자보다 더 복잡합니다.

 

공기 중 입자는 서로 다른 공기 입자와 충돌하여 서로 밀어냅니다.

이것을 파동이라고 하는데 공기가 멀리 퍼지지는 않지만, 압축은 상관없이 움직입니다.

 

예를 들면 축구장 관중이 오밀조밀 모여 있다면 입자의 밀도는 매체를 통과하는 소리의 속도를 결정하는 데 중요합니다.

하지만 관중이 띄엄띄엄 앉아있다면 반응시간이 느려지고 파동 속도도 늦어질 수 있습니다.

 

소리의 속도는 물질에 따라 다르지만, 일반적으로 소리는 기체에서 가장 느리고, 액체와 고체에서는 더 빠르게 이동합니다.

 

물체의 속도와 유체의 음속의 비율을 물체의 마하수라고 합니다.

이것은 마하 1보다 빠른 속도로 움직이는 물체는 초음속으로 이동한다고 합니다.

 

음속은 20도에서 약 343m(1,235km/h, 767 mph) 또는 2.9초에서 1km 또는 4.7초에서 1.6km입니다.

소리의 속도에 대한 상한은 고체와 액체에서 미세 구조 상수와 양성자 대 전자 질량 비율이라는 두 가지 차원이 없는 양에 달려 있습니다.

 

이는 속도 제한이 현재까지 측정된 최고 음속의 두 배라는 것을 의미합니다.

아직도 소리의 상한선의 한계에 대해서는 꾸준하게 연구를 진행하고 있습니다.