Helikiirus: erinevus redaktsioonide vahel

'''Helikiirus''' on [[helilaine]] levimise [[kiirus]] [[elastne keskkond|elastses keskkonnas]] ehk [[teepikkus]], mida helilaine läbib ühikulise [[aeg|aja]] jooksul.

[[Õhuniiskus|Kuivas]] [[Õhk|õhus]] [[temperatuur]]il 20 °[[Celsiuse skaala|C]] on helikiirus ligikaudu 343  m/s ehk 1235  km/h ehk ligikaudu üks kilomeeter kolme sekundi jooksul. Magevees on helikiirus 1 [[Atmosfäärirõhk|atm]] rõhu korral ligikaudu 1450  m/s ehk 5220  km/h.

Heli mitte silmapilkset levimist õhus teati ilmselt ammu enne esimesi katseid helikiiruse mõõtmiseks. Teadaolevalt mõõtis esimesena helikiirust [[1635]]. aastal [[Pierre Gassendi]] [[Pariis]]is. Gassendi kasutas katses tulirelvi, mõõtes teada oleval kaugusel relvatorust tuleva sähvatuse ja heli saabumise vahelist aega. Tulemuseks sai Gassendi 478 &nbsp;m/s. Katset kordas hiljem [[Marin Mersenne]], kes sai ilmselt hoolikama katsepüstitusega tulemuseks 450 &nbsp;m/s. Itaallased [[Giovanni Alfonso Borelli|Giovani Alfonso Borelli]] ja [[Vincenzo Viviani]] parendasid täpsust veelgi ja said tulemuseks 350 &nbsp;m/s. Kõik need katsetused, ei võtnud arvesse õhu temperatuuri, niiskust, ega tuule kiiruse võimalikke mõjusi mõõtmistulemustele. Helikiiruse sõltuvust õhu temperatuurist demonstreeris itaallane Branconi [[Bologna|Bolognas]]s alles [[1738]]. Ühed esimestest arvestatava täpsusega katsetest helikiiruse määramiseks õhus viisid läbi [[Prantsuse Akadeemia]] liikmed aastal [[1738]]. Katses mõõdeti kahuri tulistamisel helilaine hilinemisaega eri kaugustel võrreldes nähtava plahvatusega kahuritorus. Kuivas õhus temperatuuril 0 &nbsp;°C tuulevaikse ilmaga saadi tulemuseks 337 &nbsp;m/s.<ref>Rayleigh J. W. S. (1945). ''The Theory of Sound''. Dover. Lk 2.</ref>

Vees mõõtsid teadaolevalt esmakordselt helikiirust prantsuse matemaatik [[Jacques Charles François Sturm|Charles Sturm]] ja šveitsi füüsik [[Jean-Daniel Colladon]]. See toimus [[1826]]. aastal [[Genfi järv]]es. Nende mõõteseadmestik koosnes paatidelt vette lastud [[Kell (helitekitaja)|kellast]] ja 13–14 &nbsp;km kaugusel olevast [[kuuldetoru]]st. Fikseerimaks kella löömise aega. kasutasid nad põlevast pulbrist tekkind välgatust. Helikiiruseks 8 &nbsp;°C vees määrasid nad c=1435 &nbsp;m/s, mis on äärmiselt lähedane sarnastes oludes tänapäeval mõõdetuga c=1439 &nbsp;m/s.<ref>{{Raamatuviide|autor=R.B. Lindsay, Dowden, Hutchinson & Ross|pealkiri=ACOUSTICS: Historical and philosophical development|aasta=1972|koht=|kirjastus=|lehekülg=}}</ref><ref>{{Raamatuviide|autor=Rayleigh J. W. S.|pealkiri=The Theory of Sound|aasta=1945|koht=|kirjastus=Dover|lehekülg=3}}</ref>

</math> on elastsusmoodul, isentroopne ruumelastsumoodul ja ρ on keskkonna [[tihedus]].

Ligikaudne helikiirus kuivas õhus (0% õhuniiskuse korral), 0 &nbsp;°C lähedaste temperatuuride korral, saab leida empiirilise valemiga

kus ''<math>\vartheta</math>'' on temperatuur [[Celsius|Celsiuse]]e kraadides (°C).

[[Magevesi|Magevees]] (tihedus 1000 &nbsp;kg/m<math>^3</math>) ja [[Merevesi|merevees]] (tihedus 1030 &nbsp;kg/m<math>^3</math>) on helikiiruse ligikaudsed väärtused atmosfääri rõhu korral vastavalt 1450 &nbsp;m/s ja 1500 &nbsp;m/s. Helikiirus vees suureneb rõhu, temperatuuri ja soolsuse kasvamisega. Destilleeritud vees on maksimaalne helikiirus temperatuuril 74&nbsp;°C. Temperatuuri suurenedes hakkab sellest temperatuurist alates helikiirus vähenema. Antud maksimaalse helikiiruse temperatuuri väärtus tõuseb rõhu kasvamisega.

* <math>T</math> on vee temperatuur kraadides [[Celsiuse skaala|Celsiuse skaalal]]l;

Antud empiiriline valem annab õigete temperatuuride, soolsuste ja sügavuste korral helikiiruse tulemuse, mis erineb 96% juhtudest tegelikust väärtusest vähem kui 0,6 &nbsp;m/s.