Скорость звука – скорость распространения в среде упругой волны. Определяется упругостью и плотностью среды. Для плоской волны, бегущей без изменения формы со скоростью с в направлении оси х, звуковое давление р можно представить в виде p=p(x-ct), где t – время. Для плоской гармонической волны в среде без дисперсии:

 

и скорость звука выражается через частоту ω и волновое число k формулой c= ω/k. Со скоростью с распространяется фаза гармонической волны, поэтому с называется также фазовой скоростью звука. В средах, в которых форма произвольной волны меняется при распространении, гармонической волны, тем не менее, сохраняют свою форму, но фазовая скорость оказывается различной для разных, частот, т. е. имеет место дисперсия звука. В этих случаях пользуются также понятием групповой скорости. При больших амплитудах упругой волны появляются нелинейные эффекты, приводящие к изменению любых волн, в том числе и гармонических: скорость распространения каждой точки профиля волны зависит от величины давления в этой точке, возрастая с ростом давления, что и приводит к искажению формы волны.

В газах звук распространяется в виде объёмных волн сжатия – разряжения. Если процесс распространения происходит адиабатически (что, как правило, и имеет место), т. е. изменение температуры в звуковой волне не успевает выравниваться и за 1/3 периода тепло из нагретых (сжатых) участков не успевает перейти к холодным (разреженным), то скорость звука равна:

 

где Р – давление в веществе, ρ – его плотность, а индекс s показывает, что производная берётся при постоянной энтропии. Эта скорость звука называется адиабатической.
В идеальных газах при заданной температуре скорость звука не зависит от давления и растёт с ростом температуры как корень из Т. Изменение скорости звука равно:

 

где Δс и ΔТ – малые приращения скорости и температуры по сравнению с их значениями с и Т.

В идеальном газе скорость звука задается формулой:

(формула Лапласа), где r₀ — среднее давление в среде, R — универсальная газовая постоянная, Т — абсолютная температура, m — молекулярный вес газа. При g = 1 получаем формулу Ньютона для скорости звука, соответствующую предположению об изотермическом характере процесса распространения. В жидкостях обычно можно пренебречь различием между адиабатическим и изотермическим процессами.

В сжиженных газах скорость звука увеличивается при той же температуре: например, в газообразном азоте при температуре – 195°С она равна 176 м/с, в жидком азоте при той же температуре 859 м/с, в газообразном и жидком гелии при – 269°С соответственно 102 м/с и 198 м/с.

Скорость звука в газах растет с ростом температуры и давления; в жидкостях скорость звука, как правило, уменьшается с ростом температуры. Исключением из этого правила является вода, в которой скорость звука увеличивается с ростом температуры и достигает максимума при температуре 74 °С, а с дальнейшим ростом температуры уменьшается. В морской воде скорость звука зависит от температуры, солёности и глубины, что определяет ход звуковых лучей в море и, в частности, существование подводного звукового канала.

1. Число Маха - отношение скорости тела, движущегося в газовой среде к скорости звука в этой среде. M = 1 является границей разделяющей области дозвуковых и сверхзвуковых движений. При переходе числа Маха через 1 наблюдается возникновение ударной волны. Типичная картина перехода самолета в сверхзвуковой режим изображена на рисунке 1.

2. На краю «колокола» у медузы расположены примитивные глаза и органы равновесия — слуховые колбочки величиной с булавочную головку. Это и есть «уши» медузы. Однако «слышат» они не просто звуковые колебания, доступные и нашему уху, а инфразвуки с частотой 8 - 13 Гц.

Перед штормом усиливающийся ветер срывает гребни волн и захлёстывает их. Каждое такое захлопывание воды на гребне волны порождает акустический удар, создаются инфразвуковые колебания, их-то и улавливает своим куполом медуза. Колокол медузы усиливает инфразвуковые колебания (как рупор) и передаёт на «слуховые колбочки». Шторм разыгрывается ещё за сотни километров от берега, он придет в эти места примерно часов через 20, а медузы уже слышат его и уходят на глубину.

Нужно отдать должное бионикам, которые создали электронный автоматический аппарат — предсказатель бурь, работа которого основана на принципе «инфрауха» медузы. Такой прибор может предупредить о готовящейся буре за 15 часов, а не за два, как обычный морской барометр.

Труба Рубенса (англ. Rubens' tube, другие названия: труба стоячей волны, огненная труба) это физический эксперимент по демонстрации стоячей волны. Он демонстрирует связь между звуковыми волнами и давлением воздуха (или газа).

Отрезок трубы, перфорированный по всей длине и запечатанный с концов. Один конец подключается к маленькому динамику, а второй к источнику горючего газа (пропановому баллону). Труба заполнена горючим газом, и просачивающийся через отверстия газ горит. Если используется постоянная частота, то в пределах трубы может сформироваться стоячая волна. Когда динамик включен, в трубе формируются области повышенного и пониженного давления. Где, благодаря звуковым волнам, находится область повышенного давления, через отверстия просачивается больше газа и высота пламени больше. Благодаря этому можно измерить длину волны просто измеряя рулеткой расстояние между пиками.