lydhastighet

Lydhastighet, eller hastigheten til lydbølger i et medium, er en grunnleggende størrelse i akustikk og seismologi. Den bestemmes av mediumets evne til å motstå deformasjons (elastisitet) i forhold til hvor tett materialet er (tetthet). I gasser avhenger hastigheten i sterk grad av temperatur og sammensetning, mens i væsker og faste stoffer den er mer avhengig av elastiske egenskaper og tetthet.

I idealiserte gasser kan lydbølgehastigheten uttrykkes som v = sqrt(γ · R · T / M), der γ er forholdet mellom spesifikke varmekapasiteter, R er den universelle gasskonstanten, T er absolutt temperatur og M er molar masse. For luft ved 20 °C er lydbølgehastigheten omtrent 343 meter per sekund og øker med temperaturen. I andre gasser varierer verdiene.

I væsker og faste stoffer er forholdet mellom trykk og tetthet og ulike typer bølger viktig. I væsker som vann er hastigheten cirka 1480 m/s ved 20 °C. I faste materialer varierer lydbølger mellom forskjellige typer bølger: i de fleste stoffer finnes det både kompresjonsbølger (P-bølger) og skjærbølger (S-bølger), med S-bølger som ofte er langsommere enn P-bølger. Hastigheten påvirkes av temperatur, trykk og materiell sammensetning.

Bruksområder omfatter aerodynamiske beregninger (Mach-tall og sonic boom), akustisk design, seismologi og materialtesting. Måling av lydbølger brukes gjennom tidsforskjellsmetoder eller resonansmålinger for å bestemme hastighetsprofiler i ulike medier. Forholdene mellom lydhastighet og medium gir innsikt i temperatur og sammensetning, og danner grunnlag for mange tekniske og vitenskapelige anvendelser.