音速

音速也叫声速，指声波在媒质（介质）中传播的速度。

音速，也叫声速，指声波在媒质（介质）中传播的速度。其大小因媒质的性质和状态而异。声速顾名思义即是声音的速度，由于声音是以波的形式传播，故与一般所理解物体的速度是不同的，所以与其将音速称为声音的速度，倒不如将音速视为波传递速度的指标，音速与传递介质的材质状况有关，而与声源本身的速度无关，发声者与听者间若有相对运动关系，就形成了都卜勒效应。当发声体跨音速飞行时，会产生“激波”，这其实与声音无关，而是压缩空气波密集累积所产生的物理现象。

音速的大小因媒质的性质和状态而异。一般说来，音速的数值在固体中比在液体中大，在液体中又比在气体中大。空气中的音速，在标准大气压条件下约为340米／秒，即1224公里／小时。音速的大小还随大气温度的变化而变化，在对流层中，高度升高时，气温下降，音速减小。在平流层下部，气温不随高度而变，音速也不变，为295.2米／秒。空气流动的规律和飞机的空气动力特性，在飞行速度小于音速和大于音速的情况下，具有巨大的差别，因此，研究航空器在大气中的运动，音速是一个非常重要的基准值。

从声源发出的声波以一定的速度向周围传播，意味着声波的能量也以一定的速度向周围传播。目前所知，声波能够在所有物质（除真空之外）中传播。其传播速度由传声介质的某些物理性质，主要是力学性质所决定。例如，音速与介质的密度和弹性性质有关，因此也随介质的温度、压强等状态参量而改变。气体中音速每秒约数百米，随温度升高而增大，0℃时空气中音速为331.4米／秒，15℃时为340米／秒，温度每升高1℃，音速约增加0.6米／秒。通常，固体介质中音速最大，液体介质中的音速较小，气体介质中的音速最小。另外，不均匀介质中的音速处处不等。各向异性介质中的音速随传播方向而异。

（图）音速

在有些情况下音速还与声波本身的振幅、频率、振动方式（纵波声速、横波声速等）有关。如果传播介质的尺寸不够大，则其边界对音速也有影响。因此为了使音速的量值确切地表征传声介质的声学特征，不受其几何形状的影响，一般须规定传声介质的尺寸足够大情况下的声波传播速度。有时为了方便，也列出某些特殊情况下的音速，如固体细棒中的音速。

以下为不同介质中的声速：真空 0m/s（也就是不能传播）；空气（15℃）340m/s；空气（25℃）346m/s；软木 500m/s；煤油（25℃）1324m/s；蒸馏水（25℃）1497m/s；海水（25℃） 1531m/s；铜（棒）3750m/s；大理石 3810m/s；铝（棒）5000m/s；铁（棒）5200m/s。

以音叉为例，敲打音叉之后，音叉产生振动，振动中的音叉会来回推撞周围的空气，使得空气的压力时高时低，而使得空气分子产生密部和疏部的变化，并藉由分子间的碰撞运动向外扩散出去，音叉的声波也就向外传出了。声波在传递时，空气分子的振动方向和波的传递方向是相同的，把这种波叫做“纵波”。

（图）音速

像空气这种可以传递声波的物质，把它们叫做“介质”。声波一定要有介质才能传递出去，如果真空状态，声波没有了传播的媒质，就无法听到声音了。除了空气可以传递声音之外，液体（像水)、固体（像木材、玻璃、钢铁）等等，也都是声音的介质，而且因为液体、固体的分子排列得较紧密，因此传递声音的速度都比空气来得快。声音在水中的速度大约是在空气中的五倍，在钢中则比空气中快上将近二十倍。

1964年5月11日，以每小时3200公里速度飞行的B-70轰炸机在加利福尼亚州帕默达尔北方美国飞机厂正式露面，而该飞机起飞前的研究工作并不为人所知。在耗资13.4亿美元的空军工程中，按计划只能再生产一架这类飞机。该机设计能力为在20000米上空飞行6000英里，它为飞机的性能创造了新的标准。但批评者们认为它的技术是过时了的。飞机的支持者反驳说B-70开创了使用轻金属钛的先例，其中有6吨钛用于飞机机体前身。可以相信，机重275吨的B-70是迄今建造的飞机最重的，由6部喷气发动机作动力，进气口大到足以使一个身高1.8的人直立其中。B-70于1964年9月21日首次试飞，而在后续飞行测试过程创下21500米高度，3倍音速巡航速度的世界纪录。虽然拥有当时最先进的技术概念与惊人的实力，但进入1960年代后地对空导弹的技术逐渐提升，对B-70的潜在威胁大增，再加上昂贵的开发费用使得它在经济效益上比不过作用类似的洲际弹道导弹，最后项目终于遭到取消。