Rychlost zvuku

Zvuk se šíří ze zdroje pouze pružným látkovým prostředím libovolného skupenství. Nejčastěji se jedná o vzduch, kde se zvuk šíří jako podélné postupné vlnění: dochází k periodickému stlačování a rozpínání vzduchu, což se projeví periodickými změnami tlaku vzduchu. Ve všech prostředích se zvuk šíří jako postupné podélné vlnění, i když v pevných látkách může vznikat vlnění příčné, které má ale jinou rychlost.

Dobrým „vodičem“ zvuku je beton, ocel, sklo, …

Nejdůležitější charakteristikou prostředí z hlediska šíření zvuku je velikost rychlosti zvuku v daném prostředí. Již v 17. století se podařilo poměrně přesně určit velikost rychlosti zvuku ve vzduchu: pomocí výstřelu z děla umístěného ve známé vzdálenosti a měření doby, která uplyne mezi světelným zábleskem a zvukem výstřelu. Velikost rychlosti světla je vzhledem k velikosti rychlosti zvuku výrazně větší, a proto lze předpokládat, že světelný vjem zaznamenáme okamžitě, zatímco sluchový s určitým zpožděním.

Velikost rychlosti zvuku ve vzduchu závisí na složení vzduchu (nečistoty, vlhkost, …), ale nejvíce na teplotě. Ve vzduchu o teplotě t (ve ) má zvuk velikost rychlosti: .

Pro běžné teploty lze v řadě úloh počítat s hodnotou .

V kapalinách a pevných látkách je velikost rychlosti zvuku větší než ve vzduchu.

Velikost rychlosti šíření zvuku v daném materiálu závisí jednak na hustotě daného materiálu, ale také na jeho pružnosti. Pružnost je přitom ovlivněna velikostí vazebných sil, kterými jsou jednotlivé molekuly materiálu k sobě vázány.

Šíření zvuku je ovlivněno i překážkami, na něž zvukové vlnění dopadá - projevuje se odraz i ohyb zvukového vlnění. Zvláštním případem odrazu zvuku od rozlehlé překážky (skalní stěna, velká budova, …) je ozvěna. Ta je důsledkem vlastnosti lidského sluchu, kterým rozlišíme dva po sobě následující zvuky, pokud mezi nimi uplyne doba alespoň . To je zhruba doba, kterou potřebujeme k vyslovení jedné slabiky a za kterou zvuk urazí (ve vzduchu) zhruba , tj. k překážce a zpět k pozorovateli. Pokud je tedy pozorovatel (mluvčí) vzdálen od překážky , vzniká jednoslabičná ozvěna. Při vzdálenosti větší může vznikat i víceslabičná ozvěna.

Při vzdálenosti od překážky menší než už zvuky neodlišíme, částečně se překrývají a odražený zvuk splývá se zvukem původním. To se projeví prodloužením trvání zvuku a jeho zesílením, což nazýváme dozvuk. S dozvukem je třeba počítat při projektování velkých místností, koncertních sálů, … Dozvuk působí rušivě - snižuje srozumitelnost řeči, zkresluje hudbu, … Proto se akustické vlastnosti sálů zlepšují členěním ploch stěn, závěsy, použitím materiálů pohlcující zvuk, …