縦波
波の進む方向と媒質の運動の方向が平行である波を縦波といいます。 縦波は,媒質が疎密を繰り返すことで伝わっていきます。 もちろん,空気の疎密によって伝わる音は縦波です。
一般に,縦波の速度
は,媒質の体積弾性率を
,
媒質の密度を
とすると次のように表されます。
空気中の音の場合,Kは断熱的に考えるとよいので,一定質量の空気について, 圧力を
,体積を
,
定圧・定容両比熱比をγとすれば,
これをv について微分すると,
よって,体積弾性率Kaは,
となり,次のLaplaceの公式によって,音の伝搬速度は表されます。
したがって,0℃,1気圧における音の伝搬速度V0は,次のようになります。
参考文献
吉田卯三郎/武居文助/橘實房 /武居文雄 六訂「物理学実験」(三省堂)