Se hai mai visto uno sfarfallio nel cielo notturno e hai contato quanti secondi ci sono voluti prima che il tuono raggiunga le tue orecchie, sai già che la luce viaggia molto più rapidamente del suono. Ciò non significa che il suono viaggi lentamente neanche; a temperatura ambiente un'onda sonora viaggia a oltre 300 metri al secondo (oltre 1.000 piedi al secondo). La velocità del suono nell'aria varia a seconda di diversi fattori, compresa l'umidità.

Onde sonore

Immaginate una molecola d'aria che si muove attraverso lo spazio e si schianta contro un vicino in modo che rimbalzino l'un l'altro come un paio di palline di gomma. La seconda molecola ora si esaurisce finché non collide con un'altra e così via. Ciascuna di queste collisioni trasferisce energia dalla prima molecola alla seconda. È così che viaggiano le onde sonore: le molecole d'aria sono costrette a muoversi da un disturbo come la vibrazione delle corde vocali nella tua gola, e le collisioni trasferiscono quell'energia dal primo gruppo di molecole d'aria ai loro vicini e così via verso l'esterno. In definitiva, l'onda trasferisce energia ma non importa, cioè è il disturbo che sta viaggiando piuttosto che le molecole d'aria stesse.

Speed ​​

Quando parli della velocità del suono, sei Parlando di quanto tempo ci vuole perché l'onda sonora o il disturbo si spostino dal punto in cui è iniziato il tuo orecchio. La velocità di un'onda sonora è determinata dal mezzo o materiale attraverso cui viaggia l'onda; la stessa onda andrà più veloce nell'elio che nell'aria, per esempio. Ogni materiale ha due proprietà che determinano quanto rapidamente trasmette il suono: la sua densità e la sua rigidità o modulo elastico.

Aria

La "rigidità" dell'aria o del suo modulo elastico non cambia con l'umidità . La densità, tuttavia, lo fa. Con l'aumentare dell'umidità, aumenta anche la percentuale di molecole d'aria che sono molecole d'acqua. Le molecole d'acqua sono molto meno massicce delle molecole di ossigeno, azoto o anidride carbonica, e quindi maggiore è la frazione di aria che è composta da vapore acqueo, minore è la massa per unità di volume, e meno densa diventa l'aria. Una densità inferiore si traduce in una più veloce corsa dell'onda sonora, quindi le onde sonore viaggiano più velocemente ad alta umidità. L'aumento della velocità, tuttavia, è molto piccolo, quindi per la maggior parte degli usi quotidiani è possibile ignorarlo. A livello di aria ambiente a livello del mare, ad esempio, il suono viaggia circa dello 0,35% più veloce con un'umidità del 100% (aria molto umida) rispetto a uno 0% di umidità (aria completamente secca).

Altri fattori

L'effetto dell'umidità sulla velocità del suono è leggermente maggiore a pressioni dell'aria inferiori, come quelle che si verificano in alta quota. Ad esempio, a circa 6.000 metri (20.000 piedi) sul livello del mare, la differenza tra la velocità del suono nell'aria secca della temperatura ambiente e lo 0% di umidità e la stessa aria al 100% di umidità è di circa lo 0,7%. L'aumento della temperatura aumenta anche l'effetto dell'umidità sulla velocità del suono nell'aria, anche se di nuovo l'aumento è relativamente modesto.