Ձայնի արագություն

Անվան այլ կիրառումների համար տե՛ս՝ Դիսպերսիա (այլ կիրառումներ)

Ձայնի արագություն, փոքր ամպլիտուդ ունեցող առաձգական գրգռման փուլի տարածման արագությունը միջավայրում։ Արտաքին անփոփոխ պայմանների դեպքում ձայնի արագությունը տվյալ նյութում սովորաբար հաստատուն է և կախված չէ ալիքի հաճախականությունից և ամպլիտուդից։ Եթե ձայնի արագության հաճախականությունից կախված փոփոխվում է, տեղի ունի դիսպերսիայի երևույթը։ Ընդհանուր դեպքում ձայնի արագությունը որոշվում է միջավայրի սեղմելիությամբ և խտությամբ։

Ձայնի արագությունը գազերում

Գազերում ձայնի արագությունն ավելի փոքր է, քան հեղուկներում և պինդ մարմիններում։ Ջերմաստիճանի և ճնշման մեծացմանը զուգընթաց գազերում ձայնի արագությունն աճում է, իսկ հեղուկներում, ընդհակառակը, նվազում։ Բացառություն է կազմում ջուրը, որի ջերմաստիճանը բարձրացնելիս ձայնի արագությունը մեծանում է և 74 °C-ում հասնում է առավելագույն արժեքին, իսկ ջերմաստիճանի հետագա բարձրացմանը զուգընթաց սկսում է նվազել։

Ծովերում ձայնի արագությունը կախված է ջրի ջերմաստիճանից, աղի քանակից և խորությունից, գազերի և հեղուկների խառնուրդներում՝ բաղադրիչների կոնցենտրացիայից։

Պինդ մարմիններ

Պինդ մարմիններում ձայնի արագությունը տարբեր է երկայնական և լայնական ալիքների համար։ Ձային արագության չափումը կարևոր է նյութի տարբեր հատկությունների հետազոտման համար։

Կարևոր է ռելաքսացիոն դիսպերսիայի երևույթը բազմատոմանի գազերում, երբ մոլեկուլների համընթաց շարժման էներգիան (ձայնային ալիքի հաղորդած) փոխանցվում է ազատության ներքին աստիճաններին (տատանողական և պտտակաև շարժումներ)։ Այդ փոխանցումը կատարվում է $t$ ռելաքսացիայի ժամանակամիջոցի ընթացքում։ Եթե ձայնային ալիքի պարբերությունը՝ $T$-ն, $t$-ից փոքր է, ապա պարբերության ընթացքում ազատության ներքին աստիճանները չեն հասցնում գրգռվել։ Իսկ եթե $T>>t$, ապա ձայնային ալիքի էներգիան վերաբաշխվում է ազատության ներքին աստիճաններին, դրա հետևանքով hամընթաց շարժման էներգիան, ուստի և գազի առաձգականությունն ու ձայնի արագությունն ավելի փոքր են, քան մեծ հաճախականությունների (փոքր Т-ի) դեպքում։ Այսպիսով, հաճախականությունների որոշակի տիրույթում ձայնի արագությունը մեծանում է հաճախականության մեծացմամբ։ Ռելաքսացիոն Ձայնի Դիսպերսիա է առաջանում ոչ միայն գազերում, այլև հեղուկներում (մի քանի միլիոն հերց հաճախականության դեպքում), Էլեկտրոլիտների լուծույթներում, որոշ պինդ մարմիններում և այլն։ Ոչ ռելաքսացիոն բնույթի դիսպերսիայի պատճառ կարող են լինել միջավայրի ֆիզիկական հատկությունները՝ ջերմահաղորդականությունը, մածուցիկությունը։ Ձայնի դիսպերսիան կարող է պայմանավորված լինել նաև տարածման միջավայրի (մարմնի) սահմաններով (այսպես կոչված՝ «երկրաչափական» տիպի դիսպերսիա, օրինակ, ալիքների տարածումը ձողերում, թիթեղներում, ձայնային ալիքատարներում)։ Ձայնի դիսպերսիան հանգեցնում է տարածման ժամանակ իմպուլսի ձևի աղավաղման։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 3, էջ 401)։

Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից  (հ․ 6, էջ 692)։