ஒலியின் விரைவு

ஒலியின் விரைவு அல்லது ஒலியின் வேகம் என்பது ஒரு மீள்தன்மை ஊடகத்தின் வழியே பரவுகின்ற ஒலி அலையானது ஒரு யூனிட் நேரத்திற்குள் பயணித்த தூரம் ஆகும். ஒலியின் வேகம் என்பது ஈரப்பதம் இல்லாத காற்றில் 20 °C (68 °F) வெப்பநிலையில், விநாடிக்கு 343 மீட்டர்கள் (1,125 அடி/வி; 1,235 கி.மீ/நேரம்; 767 மைல்/நேரம்; 667 kn) அல்லது 2.92விநாடிக்கு ஒரு கி.மீட்டர் அல்லது 4.69 விநாடிகளில் ஒரு மைல் தூரத்தினைக் கடக்கும்.

உன்னத வளிமத்தினல் ஒலியின் வேகமானது, அதன் வெப்பநிலை மற்றும் கலவையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது; மாறாக காற்றில் ஒலியின் வேகமானது காற்றின் அதிர்வெண் மற்றும் அழுத்தத்தினோடு குறைந்த தொடர்பினையே கொண்டிருக்கும்.

பொதுவாக ஒலியின் வேகம் என்பது ஒலியானது காற்றில் எவ்வளவு வேகமாக செல்லும் என்பதைக் குறித்தாலும், ஒலி வாயுக்களை விட நீர்மம் மற்றும் திண்மங்களில் விரைவாகச் செல்லும் தன்மையுடையது. உதாரணமாக (மேலே குறிப்பிட்டது போல்), ஒலி 343மீ/வி வேகத்தில் காற்றில் பயணம் செய்கிறது; அது 1,484 மீ/வி தண்ணீரினுள்(காற்றினை விட 4.3 மடங்கு வேகமாக) மற்றும் 5,120மீ/வி இரும்பினுள் பயணிக்கிறது. வைரம் போன்ற கடினமான பொருட்களில் ஒலியானது 12000மீ/வி வேகத்தில் பயணிக்கிறது, இதுவே இயல்பான நிலைமைகளில் ஒலியின் அதிகபட்ச வேகமாகும்.

திடப்பொருட்களில் ஒலியின் அலைகள் (வாயு மற்றும் நீர்மங்கங்ளை போன்றே) அமுக்கங்களின் தொகுப்பாக உள்ளது மற்றும் திடப்பொருட்களில் மட்டும் வித்தியாசமன அலையான சறுக்குப் பெயர்ச்சி (shear) அலைகள் ஏற்படும். நில நடுக்கவியலில் ஏற்படுவது போல், சறுக்குப் பெயர்ச்சி அலைகள் வெவ்வேறு வேகத்தில் திண்மங்களின் மீது பயணம் செய்கின்றன. திடப்பொருளினுள் அமுக்க அலைகளின் வேகத்தினை, திடப்பொருளின் அமுங்கமை, சறுக்குப்பெயர்ச்சி மதிப்பு மற்றும் அடர்த்தி தீர்மானிக்கிறது. திடப்பொருளினுள் சறுக்கு பெயர்ச்சி அலைகளின் வேகத்தை, திடப்பொருளின் சறுக்குப் பெயர்ச்சி மதிப்பு மற்றும் அடர்த்தியானது தீர்மானிக்கிறது.

பாய்ம இயக்கவியலில், ஒரு பாய்மத்தின் வழியே ஒரு பொருள் எவ்வளவு வேகம் செல்லுமோ அதுவே ஒலியின் வேகமாக எடுத்துக் கொள்ளப்படுகிறது. திரவத்தில் ஒரு பொருளின் வேகத்திற்கும், ஒலியின் வேகத்திற்கும் உள்ள விகிதாச்சாரம் அப்பொருளின் மாக் எண் என்றழைக்கப்படுகிறது. ஒரு பொருள் மாக் எண் 1க்கும் அதிகமான வேகத்தில் பயணம் செய்வது மீயொலிவேகம் ஆகும்.

அது எளிதாக விரிந்து சுருங்கக்கூடிய ஊடகங்களில் அதிர்வலைகளை ஓர் அணுக்கூறிலிருந்து மற்றொன்றுக்கு மாற்றி அவ்வூடகத்தில் செல்கிறது. இந்த வேகம் குறைந்த வெப்பநிலைகளில் குறைந்தும், வெப்பம் கூடுதலாக இணையாக கூடவும் செய்கிறது.

ஒலியின் விரைவினை இவ்வாறு கணக்கிடலாம்:

$a={\sqrt {\gamma *R*T}}$

இங்கு:

• $\gamma$ என்பது வெப்ப ஏற்பு எண்களின் விகிதம் (காற்றில் 1.4)
• R என்பது மாறிலி (காற்றில் $287N*m/kg*K$)
• T வெப்பநிலை (கெல்வின்களில்)

காற்றில் ஒலியின் விரைவு மாக் 1 என்றும் குறிப்பிடப்படுகிறது.