Скорость звука. Движение. Теплота

Скорость звука. Движение. Теплота

ВикиЧтение

Движение. Теплота
Китайгородский Александр Исаакович

Содержание

Скорость звука

Не надо бояться грома после того, как сверкнула молния. Вы, наверное, слыхали об этом. А почему? Дело в том, что свет распространяется несравненно быстрее, чем звук, – практически мгновенно. Гром и молния происходят в один и тот же момент, но молнию мы видим в момент ее возникновения, а звук грома доходит до нас со скоростью примерно один километр за три секунды (скорость звука в воздухе составляет 330 м/с). Значит, когда слышен гром, опасность удара молнии уже миновала.

Зная скорость распространения звука, обычно можно определить, как далеко проходит гроза. Если от момента вспышки молнии до раската грома прошло 12 секунд, значит, гроза от нас за 4 километра.

Скорость звука в газах примерно равна средней скорости движения молекул газа. Она также не зависит от плотности газа и пропорциональна корню квадратному из абсолютной температуры. Жидкости проводят звук быстрее, чем газы. В воде звук распространяется со скоростью 1450 м/с, т.е. в 4,5 раза быстрее, чем в воздухе. Еще больше скорость звука в твердых телах, например, в железе – около 6000 м/с.

Когда звук переходит из одной среды в другую, меняется скорость его распространения. Но одновременно происходит и другое интересное явление – частичное отражение звука от границы между двумя средами. Какая доля звука отразится – это зависит главным образом от соотношения плотностей. В случае падения звука из воздуха на твердые или жидкие поверхности или, наоборот, из плотных сред в воздух звук отражается почти полностью. Когда звук попадает в воду из воздуха или, наоборот, из воды в воздух, то во вторую среду проходит всего лишь 1/1000 доля звука. Если обе среды плотные, то отношение между проходящим и отраженным звуком может быть и невелико.

Например, из воды в сталь или из стали в воду пройдет 13 %, а отразится 87 % звука.

Явление отражения звука широко применяется в навигации. На нем основано устройство прибора для измерения глубины – эхолота (рис. 116). У одного борта корабля под водой помещают источник звука. Отрывистый звук создает звуковые лучи, которые проберутся сквозь водяную толщу ко дну моря или реки, отразятся от дна, и часть звука вернется на корабль, где ее улавливают чувствительные приборы. Точные часы укажут, сколько времени понадобилось звуку на это путешествие. Скорость звука в воде известна, и простым вычислением можно получить точные сведения о глубине.

Направляя звук не вниз, а вперед или в стороны, можно при его помощи определить, нет ли около корабля опасных подводных скал или глубоко погруженных в воду айсбергов.

Скорость света

Скорость света В Галилеевых «Беседах о двух новых науках» мы находим разговор учителя и его учеников о скорости света:Сагредо: Но какого рода и какой степени быстроты должно быть это движение света? Должны ли мы считать его мгновенным или же совершающимся во времени, как

Варп-скорость 5

Варп-скорость 5 Означает ли это, что с помощью черных дыр можно путешествовать по всей галактике, как в «Звездном пути» и других научно-фантастических фильмах?Как мы видели ранее, искривленность конкретного пространства обусловлена количеством материи-энергии,

И скорость относительна!

И скорость относительна! Из принципа относительности движения следует, что говорить о прямолинейном и равномерном движении тела с некоторой скоростью, не указывая, относительно какой из покоящихся лабораторий измерена скорость, имеет столь же мало смысла, как говорить

Передача звука по радио

Передача звука по радио Ламповый генератор, схема которого представлена на рис. 24, генерирует радиоизлучения с неизменными параметрами. Сделаем к нему небольшое дополнение: к контуру, подающему напряжение на сетку электронной лампы, присоединим через индукционную

Тембр звука

Тембр звука Вы видели, как настраивают гитару – струну натягивают на колки. Если длина струны и степень натяжения подобраны, то струна будет издавать, если ее тронуть, вполне определенный тон.Если, однако, вы послушаете звук струны, трогая ее в различных местах –

Энергия звука

Энергия звука Все частицы воздуха, окружающего звучащее тело, находятся в состоянии колебания. Как мы выяснили в главе V, колеблющаяся по закону синуса материальная точка обладает определенной и неизменной полной энергией.Когда колеблющаяся точка проходит положение

Ослабление звука с расстоянием

Ослабление звука с расстоянием От звучащего инструмента звуковая волна распространяется, конечно, во все стороны. Проведем мысленно около источника звука две сферы разных радиусов. Разумеется, энергия звука, проходящая через первую сферу, пройдет и через вторую шаровую

Отражение звука

Отражение звука В этом параграфе мы будем предполагать, что длина звуковой волны достаточно мала и, следовательно, звук распространяется по лучам. Что происходит, когда такой звуковой луч падает из воздуха на твердую поверхность? Ясно, что при этом происходит отражение

Скорость звука

Скорость звука Случалось ли вам наблюдать издали за дровосеком, рубящим дерево? Или, быть может, вы следили за тем, как вдали работает плотник, вколачивая гвозди? Вы могли заметить при этом очень странную вещь: удар раздается не тогда, когда топор врезается в дерево или

Передача звука

Передача звука Не надо думать, что звук передается только через воздух. Он может проходить и через другие вещества – газообразные, жидкие, даже твердые. В воде звук бежит в четыре с лишком раза быстрее, чем в воздухе.Если вы сомневаетесь, что звук может передаваться через

Сила звука

Сила звука Как ослабевает звук с расстоянием? Физик ответит вам, что звук ослабевает «обратно пропорционально квадрату расстояния». Это означает следующее: чтобы звук колокольчика на тройном расстоянии был слышен так же громко, как на одинарном, нужно одновременно

Скорость полета в XXI веке

Скорость полета в XXI веке «Вояджер-1» (разогнавшись с помощью гравитационных пращей вокруг Юпитера и Сатурна) отдаляется от Солнечной системы со скоростью 17 километров в секунду. В «Интерстеллар» космолет «Эндюранс» путешествует от Земли до Сатурна в течение двух

Что такое молния: характеристики и отличия молнии от грома

Каждую минуту в мире происходит множество ударов молнии.

Во время грозы случаются молнии, молнии и гром. Однако многие люди сомневаются в этих концепциях. Некоторые плохо знают что такое молния или как он формируется.

По этой причине мы собираемся посвятить эту статью тому, чтобы рассказать вам, что такое молния, каковы ее характеристики, происхождение и любопытство.

Индекс

• 1 что такое молния
• 2 Формирование и происхождение
• 3 Молния в обществе и культуре
• 4 Различия с молнией и громом

что такое молния

Это свечение, создаваемое электрическими разрядами в атмосфере. Важно не путать его с молнией, которая сама по себе является разрядом. Следовательно, молния – это испускание света, сопровождающее молнию. Гром, также часто слышимый во время грозы, создается волнами, создаваемыми молнией, когда ее след нагревает воздух. Молния никогда не достигает поверхности Земли, на что способна молния.

Другим термином, связанным с молнией, является гром. Как только в небе появляется молния, раздается громкий шум из-за расширения воздуха, проходящего через разряд, этот шум называется громом.

Следует отметить, что молния и гром происходят почти одновременно, хотя молния бьет первой, потому что свет распространяется быстрее звука. Говорят, что расстояние от человека до грозы можно рассчитать, просто разделив время (в секундах) на между молнией и громом по скорости звука, которая составляет почти 330 метров в секунду. Для этого мы должны подсчитать количество секунд, прошедших с тех пор, как мы увидели молнию, и выполнить это деление.

Формирование и происхождение

Дождь падает на землю, вызывая естественное испарение за счет конвекции. Таким образом, когда идет дождь, капли воды поднимаются в облака.

На высоте около 2,5 километров, частицы льда также образуются из-за падения температуры, и частицы льда будут падать под действием силы тяжести. Столкновение между падающим льдом и испаряющимися каплями воды создает электрическое поле: при переносе электрических зарядов возникает молния.

Из-за яркости и скорости молнии этот термин также используется символически для обозначения различных проблем или вещей, которые происходят быстро или внезапно.

Молния в обществе и культуре

Молния и болты известны тем, что производят впечатление на людей, о чем свидетельствуют многочисленные упоминания о них на протяжении всей истории в мифах, начиная от олимпийских богов и заканчивая современной литературой.

С другой стороны, многим людям нравится наблюдать за ударами молнии во время самых свирепых бурь, потому что это напоминает им, что природа обладает неукротимой силой. Более того, пока ученые наблюдают за явлением, люди, не входящие в научное сообщество, переживают почти волшебное энергетическое зрелище.

Стоит отметить, что молния, молния и гром также могут быть источником страха для некоторых людей, особенно детей и ночью, так как буйство этого явления активизирует их воображение и мешает им сосредоточиться на спокойствии окружающей среды, как обычно. . Когда тьма без предупреждения прерывается мощной молнией, создает длинные тени за доли секунды, которые самые чувствительные могут интерпретировать как странные существа. Если он сочетается с шумом, от которого может сотрясаться земля, многие малыши его боятся.

Различия с молнией и громом

Основные отличия заключаются в следующем:

• Молния — это электрический разряд, который образуется между облаками или из облаков на землю.
• Молния является источником молнии и грома.
• Молния — это вспышка света, возникающая при разряде молнии. Это гигантская искра, которая освещает область протекания тока во время разряда.

Давайте посмотрим подробнее, что такое молния и ее характеристики:

• Молния связана с самим разрядом. Этот разряд происходит, когда заряд между двумя облаками или между облаком и землей разный.
• Разница вызвана трением между частицами льда внутри грозового облака, сталкивающимися друг с другом. . Эти столкновения вызывают разделение зарядов, поэтому положительный заряд остается в облаке, а электроны находятся под ним, формируясь на земле. Земляная нагрузка имеет тенденцию накапливаться и концентрироваться на земле вокруг выдающихся объектов или сооружений, таких как деревья, горы или даже живые существа. Когда концентрация достаточна, положительные и отрицательные заряды соединяются, и возникает молниеносный разряд.
• Молния движется со скоростью около 440 км/с, и хотя известно, что они достигают максимальной скорости 1400 км/с и имеют среднюю длину около 1500 метров, были зарегистрированы и более крупные лучи. Самый длинный за всю историю наблюдений произошел в Техасе в октябре 2001 года, его общая длина составила 190 миль.
• Разряды молнии обладают огромной энергией, способной производить до миллиарда ватт, соперничая с ядерными взрывами.
• Большое количество высвобождаемой энергии создает вспышку света, известную как молния.
• Гром также возникает, когда молния они повышают температуру окружающего воздуха выше 28 000 °C. Этот теплый воздух расширяется и расширяется из-за повышения температуры, но снова резко сжимается, когда вступает в контакт с окружающей холодной воздушной массой. Ударная волна от этого эффекта производит то, что мы называем громом, с чрезвычайно высокой громкостью и оглушением на коротких расстояниях. Гром распространяется со скоростью звука 340 м/с, что значительно ниже скорости света. Таким образом, расстояние между грозами можно оценить по разнице во времени между моментом, когда мы видим молнию, и моментом, когда мы слышим гром.

Как видите, между молнией и громом есть несколько основных различий, которые необходимы для понимания того, что такое молния. Я надеюсь, что с помощью этой информации вы смогли прояснить все сомнения по этому поводу.

Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.

Вы можете быть заинтересованы

Молния и гром, звуковые волны против световых волн

Это изображение молнии.
Нажмите на изображение, чтобы увидеть его в полном размере.

Назад к грому и молнии

Вы видите вспышку молнии в ночном небе. Пять секунд спустя, ты слышишь раскаты грома. Если молния и гром исходят от один и тот же источник, то почему они не происходят одновременно?

На самом деле они и происходят одновременно. Разница во времени, которую вы чувствуете из-за того, как путешествуют звук и свет. Легкие путешествия очень быстро (300 000 000 м/с). На самом деле, это быстрее, чем что-либо еще. Звук распространяется по воздуху со скоростью 343 м/с. Поэтому мы можем увидеть свет в одно мгновение, но нужно время, чтобы услышать гром.

У звука есть еще один недостаток, потому что он имеет тенденцию отражаться от молекул. в воздухе. Благодаря этому звук распространяется во всех направлениях. Чем дальше источник звука, тем громче звук искаженный.

Поэтому, когда вы слышите грохот грома, молния была далеко прочь. Когда вы слышите треск или раскат грома, молния близко к тебе (

Вас также может заинтересовать:

Как развивалась жизнь на Земле? Ответ на этот вопрос может помочь нам понять наше прошлое и подготовиться к будущему. Хотя эволюция дает заслуживающие доверия и надежные ответы, опросы показывают, что многие люди отворачиваются от науки, ища другие объяснения, с которыми им удобнее….далее

Вы видите вспышку молнии в ночном небе. Через пять секунд вы слышите раскат грома. Если молния и гром происходят из одного источника, то почему они не происходят одновременно?…подробнее

Солнце нагревает земную поверхность в течение дня. Тепло на поверхности и согревает воздух вокруг нее. Поскольку теплый воздух легче холодного, он начинает подниматься вверх (так называемый восходящий поток). Если воздух влажный,…подробнее

Примерно через 30 минут гроза начинает рассеиваться. Это происходит, когда нисходящие потоки в облаке начинают доминировать над восходящими. Поскольку теплый влажный воздух больше не может подниматься вверх, облачные капельки…подробнее

Когда кучевое облако становится очень большим, вода в нем становится большой и тяжелой. Капли дождя начинают падать сквозь облака, когда поднимающийся воздух больше не может их удерживать. Тем временем начинается прохладный сухой воздух…подробнее

Гроза может быть очень опасной! Внезапные наводнения, молнии, град, торнадо… все это может навредить вам, если вы не будете осторожны. Итак, несколько советов по безопасности. ВОЙТИ В ПОМЕЩЕНИЕ! Если ты слышишь далекие…подробнее

Небо наполнено электрическим зарядом. В спокойном небе положительные (+) и отрицательные (-) заряды равномерно распределены по всей атмосфере. Поэтому спокойное небо имеет нейтральный заряд. Внутри грозы,…подробнее

Вот безопасный и простой способ сделать молнию. Вам понадобится хлопковое или шерстяное одеяло. Этот эксперимент лучше всего работает в сухую прохладную ночь. Выключите свет и дайте своим глазам привыкнуть к темноте…подробнее

Гром против молнии

Гром против молнии

Тай Томас

15 декабря 2016 г.

Представлено в качестве курсовой работы для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2016 г.

Скорость света и звука

Рис. 1: Молния ударяет в Поверхность Земли. (Источник: Викимедиа Коммонс)

Во время грозы вы видите яркую вспышку молния. Несколько секунд спустя вы слышите громкий раскат грома. Как это происходит, если гром и молния приходят из одного места и происходят одновременно? Ответ включает в себя скорость, с которой звук и свет путешествия.

Свет – это электромагнитное излучение внутри определенную часть электромагнитного спектра. Молния вызывает свет в виде плазмы, которая создается электростатическим разрядом которые происходят между электрически заряженными областями двух или более облака или электрически заряженные области облака и земли. [1] На рис. 1 показан пример удара молнии в Землю.

Термин «свет» в основном относится к видимому свету, который отвечает за зрение в человеческом глазу. Длины волн около 400-700 нанометров составляют видимый свет. Свет движется со скоростью 186 282 метра в секунду (670 616 629миль/ч), поэтому теоретически ничто не движется быстрее скорости света. [2] Скорость звука обычно определяется как скорость звуковых волн в сухом воздухе, которая около 343,2 метра в секунду (768 миль в час) в воздухе при температуре около 20°С. Это значительно медленнее скорости света.

Это указывает на то, что причина, по которой вы увидите молния первая в грозе, потому что волны видимого света образованная плазмой в молнии достигает ваших глаз намного быстрее чем грохот или треск грома достигает ваших ушей. Следовательно, когда вы слышите грохот грома, молния была далеко из-за эффект рассеивания, то есть действие или процесс распределения вещи на большой площади. Когда вы слышите очень громкий треск или гул, это означает, что молния была рядом с вами. [1]

Рис. 2: Фейерверк на озере Анси Фестиваль во Франции. (Источник: Викимедиа Коммонс)

Используя это соотношение между видением молнии и услышав гром, вы можете приблизительно оценить, насколько далеко гроза из вашего текущего местоположения. Увидев молнию болт вдалеке, посчитайте, сколько секунд потребуется, чтобы услышать гром. Количество секунд, которое потребовалось, чтобы услышать гром, равно приблизительно на скольких милях от вас была молния. должность.

Забавные факты

Есть несколько других обстоятельств, при которых связь между светом и звуком различима. Например: Вы сидите на вершине огромного бейсбольного стадиона и видите бейсбольная бита соприкасается с бейсбольным мячом. Через пару секунд, вы слышите слабое «цепляние» от контакта. Чрезвычайно быстро видимый свет позволяет увидеть контакт бейсбольной биты и бейсбол, но гораздо более медленным звуковым волнам требуется больше времени, чтобы добраться до вашего уши. Другим обстоятельством, при котором эта взаимосвязь прослеживается, было бы появляются во время просмотра фейерверков. Вы видите, как фейерверк взрывается в небо, через пару секунд слышишь грохот извержения. Это снова из-за медленной скорости звуковых волн фейерверков, достигающих ваши барабанные перепонки медленнее, чем цвета. [2] (см. рис. 2 для примера фейерверк.) Эти маленькие отношения происходят вокруг вас постоянно. Теперь, когда вы знаете причину, по которой это происходит, вам будет легче определить его, когда это произойдет!

© Тай Томас. Автор дает разрешение на копировать, распространять и отображать это произведение в неизмененном виде, с ссылка на автора только в некоммерческих целях. Все остальные права, включая коммерческие права, сохраняются за автором.