Rychlost zvuku je rychlost, jakou se zvukové vlny šíří prostředím. Často se tímto pojmem myslí rychlost zvuku ve vzduchu, která závisí na atmosférických podmínkách – největší vliv na její hodnotu má teplota vzduchu.
V ideálním plynu pro rychlost zvuku platí vzorec
kde je tlak plynu při teplotě 0 °C, příslušná hustota a teplotní rozpínavost pro daný plyn.
První, kdo se pokusil změřit rychlost zvuku ve vzduchu, byl Marin Mersenne. Při pokusech s kanónem naměřil rychlost 428 m/s. Rychlost zvuku ve vodě poprvé přesně měřili Jean-Daniel Colladon a Charles Sturm. Na ženevském jezeře postavili v roce 1827 dvě loďky do vzdálenosti 13487 m. Speciální zařízení zároveň uhodilo do zvonu, ponořeného do vody a odpálilo nálož střelného prachu. Pozorovatel na druhé loďce naměřil rozdíl mezi akustickým a optickým signálem 9,4 s, což odpovídá 1435 m/s.
Látka | Rychlost (m·s−1) |
Vodík (0 °C) | 1270 |
Oxid uhličitý (25 °C) | 259 |
Kyslík (25 °C) | 316 |
Suchý vzduch (0 °C) | 331,4 |
Suchý vzduch (25 °C) | 346,3 |
Helium (0 °C) | 970 |
Rtuť (20 °C) | 1400 |
Destilovaná voda (25 °C) | 1497 |
Mořská voda (13 °C) | 1500 |
Led (−4 °C) | 3250 |
Stříbro (20 °C) | 2700 / 3700 |
Měď (20 °C) | 3500 / 4720 |
Sklo (20 °C) | 5200 |
Ocel (20 °C) | 5000 / 6000 |
Hliník (20 °C) | 5200 / 6400 |
U pevných látek záleží měření na tom, jestli se měří podélné vlnění v kompaktní hmotě, nebo příčné vlnění na tyči. V kompaktní hmotě je rychlost vyšší.
Ze vzorce pro rychlost zvuku v ideálním plynu vyplývá, že pro rychlost zvuku v suchém vzduchu platí zhruba následující vztah:
Následující tabulka udává přibližné rychlosti zvuku v různých nadmořských výškách:
Nadmořská výška | Teplota vzduchu (°C) | Rychlost (m·s−1) |
---|---|---|
hladina moře | 15 | 340 |
11 000 m – 20 000 m | −57 | 295 |
29 000 m | −48 | 301 |
K šíření zvuku je potřeba nějakého látkového prostředí. To je takové prostředí, ve kterém jsou nějaké částice – například částice plynů ve vzduchu. Proto se zvuk nešíří ve vakuu, které v ideálním případě neobsahuje žádné částice.