Hur långt går ljudet
•
Kolla vädret idag – sök på din ort
Ibland kan ljudet från en närliggande väg höras kilometerlångt bort, medan det andra dagar knappt går att höra det bara ett par hundra meter från ljudkällan. Till stor del finner vi förklaringen i att ljudet färdas olika långt beroende på temperaturen i luften.
Om temperaturen avtar ju högre upp i atmosfären vi kommer är det lättare för ljudet att ta sig rakt upp i luften utan att så mycket av det når marken längre bort. Men om det däremot är så att temperaturen ökar ju längre upp i atmosfären vi kommer blir ljudet nästan innestängt och böjs tillbaka ned mot marken. Då kan ljudet färdas mycket längre.
Om dessutom vindhastigheten är stor kan medvind medföra att ljudet kan färdas ytterligare längre. Just nu i november har vi haft ett högtrycksläge där luften närmast marken har kylts av medan luften längre upp i atmosfären varit varmare. Det kallas för en inversion och är alltså ett gynnsamt läge för att en ljudkälla ska höras på stora avstånd.
•
Ljudets styrka och spridning
Hur fort måste ett flygplan flyga för att gå snabbare än ljudet? Ja, det beror på… För ljudets hastighet är inte konstant. Ljud sprider sig från en ljudkälla. Molekyler krockar med molekyler, och skapar områden där luften är sammanpressad, som följs av områden där luften är förtunnad. Exakt hur fort de här vågorna av förtätningar och förtunningar förflyttar sig beror på hur snabbt molekylerna kan krocka med sina grannar, så de också rör sig.
I luften finns det gott om plats mellan molekylerna. Så varje molekyl måste åka en bit, innan den kan krocka med sin granne. Luft innehåller en massa tomrum, mellan molekylerna, och det saktar ner ljudhastigheten. Men i vatten sitter molekylerna mycket närmare varandra. Vatten kan, till skillnad från luft, inte komprimeras.
Därför går ljudet mer än fyra gånger så fort i vatten än i luft. Stål är ännu hårdare än vatten. Här är molekylerna tätt bundna till varandra, och varje rörelse skickas vidare direkt
•
Ljudvallen
Begreppet ljudvallen uppstod när flygplanens hastighet började närma sig ljudets hastighet. När flygplan närmar sig ljudhastigheten, uppstår en kraftig motståndsökning och dessutom förskjutning av tryckcentrum och förändring av rodereffekten. Det blev en "vall" som var svår att komma igenom med den äldre tidens teknik.
Ett flygplan sägs passera ljudvallen när det accelererar till en hastighet överstigande ljudets hastighet. Ljudhastigheten i jordens atmosfär varierar enbart med lufttemperaturen. Vid 15 °C är ljudets hastighet 1 224 kilometer i timmen (340 m/s). På grund av problemen när flygplanen närmade sig ljudhastigheten togs ett nytt begrepp fram, Mach-talet. Machtalet är flygplanets hastighet i förhållande till ljudhastigheten i omgivande luft. Ett flygplan som flyger i Mach 1, rör sig alltså med ljudets hastighet. Mach 2 betyder att det flyger dubbelt så fort som ljudet utbreder sig.
I vatten och i metaller går ljudet betydligt fort