声速是多少(声速上限刚确定36km/s)

声速是多少(声速上限刚刚确定为36公里/秒)

也许大家都知道空中光速是30万公里/秒,这也是宇宙中所有速度的最高极限。没有比这更快的材料或信息了。我们也被这种速度锁在宇宙的某个角落,很难向的遥远宇宙空迈一小步。

除了光,我们生活中经常遇到的另一件事是声音,声音可以很快从一个地方传播到另一个地方。然而,声速不如光速。空中声音传播的速度约为340米/秒,只有三分之一公里,是光速的百万分之一。

然而,声音在各种媒体中的传播速度是不同的。媒体越硬,声音传播的速度越快。比如声音在水中的传播速度约为1500m/s,而在铁中的传播速度超过5000m/s,目前测量最快的速度是钻石中的速度,约为18000m/s。

那么,声音传播的速度是否有极限,如果有,极限是多少?

来自伦敦玛丽女王大学、英国剑桥大学和俄罗斯高压物理研究所的一组科学家发现,固体和液体中声速的极限取决于两个基本常数,即精细结构常数和质子与电子的质量比。

这是因为当声音通过介质时,介质的分子相互碰撞,从而在分子之间传递能量。但是这种能量传递会被惯性延迟,这意味着当粒子质量小时,波移动得更快。另一方面,分子之间更强的连接意味着更少的延迟,每个粒子在触发相邻粒子的运动之前可以移动更少的距离,这就是声音在铁中传播速度比在水中快的原因。

因此,研究人员根据精细结构常数和质子与电子的质量比,重构了介质中声速的计算公式,发现声速应该随着原子质量的增加而减小。在公式中插入相关数字后,科学家得到声速上限略高于36000m/s,是钻石中声速的两倍。

为了检验这个公式是否正确,科学家用它计算了3中6种不同元素的固体介质中的声速,并与实验测量值进行了比较。结果表明,虽然不是所有数值都很接近,但它们一般遵循公式提供的对角线,在这条对角线的上端,在高于400GPa的压力下形成金属氢,声音传播速度高达35000m/s,比其他所有材料都要快,这与他们的预测基本一致。

似乎声速上限是36000 m/s,应该更准确,你还记得吗?我以后可能要考试了!

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风君子

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