主题：基本概念题：声速

    1635 年，法国伽桑地用枪声做了声速的测量，假设发枪的火花传播不需要时间，得到的结果是 478.4m/s 。法国梅森认为认为他的结果太高了，对枪声测试做了认真的分析，重复了试验，得到了 450m/s 的值。还有很多人重复了试验。大约 100 年后，法国科学院组织了 1738 年大气中（无风时）的声速测量，用加农炮声得到的结果折合到摄氏零度是 322m/s 。以后两个世纪的精确测量，出入都不出百分之一。现代值是 331.45 ±0.05m/s 。把声比拟作水波已经有上千年的历史，真正按水波那样分析，提出震动经一层推动另一层地传播的理论并计算出结果的，最早的是牛顿。他于 1687 年在他著名的《自然哲学的数学原理》一书中推导出声速等于压力与密度之比的平方根。代入公式的声速是 288m/s ，显著小于测量结果。牛顿的推导非常繁复巧妙，当时的大科学家都看不懂，不少人设法重复，直到 1749 年，瑞士著名的数学家欧拉才用明白确切的方法推导出牛顿的公式。随后， 1817 年，法国数学家拉普拉斯提出声波中压力变化非常快，不能达到热平衡，所以不能应用恒温过程中的气体体积弹性模量（压缩率的倒数），而应该用绝热过程中的气体体积弹性模量，前者应乘以定压比热与定容比热的比值，声速公式成为 , 声速公式的问题才解决，用了 130 年的时间。但这个公式非常有用，后来成为测量比热比 的根据，因为试验技术的发展，声速测量可达到很高的准确程度。

      通过对波动方程的解的分析已经看到。它反映了媒质受声扰动时的压缩特性较大 ( 例如气体 ) ，即压强的改变引起的密度变化较大，显然按定义 c  值较小，在物理上就是因为媒质的可压缩性较大，那么一个体积元状态的变化需要经过较长的时间才能传到周围相邻的体积元，因而声扰动传播的速度就较慢。反之，如果某种媒质的可压缩性较小 ( 例如液体 ) ，即压强的改变引起的密度变化较小，这时按定义 c 值就较大，在物理上就是因为媒质的可压缩性较小，所以一个体积元状态的变化很快就传递给相邻的体积元，因而这种媒质里的声扰动传播速度就较快。极限情况就是在理想的刚体内，媒质不可压缩，这时 c  趋于无穷大。也就是一个体积元状态的变化立刻传递给其他的体积元，实际上这时物体各部分将以相同的相位运动，由此可见，媒质的压缩特性在声学上通常表现为声波传播的快慢