音と気温の関係

質問

どうして気温が高ければ高いほど
音の伝わりがはやいのでしょうか？

そのことが日常生活におよぼす影響は、
なにかありますでしょうか？

もしご存知の方がいましたら教えてください。

回答No.2

siegmund

音波は波動の一種です．
波動は，「ずれ」が次々伝わってゆく現象で，
波動の速度は「ずれ」が復元する力の強さに依存します．
復元する力が強ければ，伝わる速度は速くなります．
他の条件が同じなら，速度は復元力の平方根に比例する事が知られています．
音波は空気の密度の平均値からのずれが次々伝わってゆくのですが，
そのときの復元力は空気を圧縮したとき元に戻ろうとする力です．
この力は絶対温度Ｔに比例することを比較的簡単な計算で示すことができて，
結局音速は√T に比例します．
こういうわけで，気温が高いほど音速が速くなります．

日常生活に及ぼす影響ですか．
t℃のときのときの音速は c＝331.5＋0.6t [m/s]ですが，
30℃違うと5%位音速が違いますね．
さて，日常生活というとちょっと思いつきません．

上空に行くに従って気温が低くなるので，音速は高いところほど小さく，
音は上方に曲がるような形で伝わります．
夜間などには高いところほど気温が高くなる逆転相が生ずることがあり，
このときには上空ほど音速が大きくなって音は下方に曲がり，遠くまで伝わります．
夜の方が遠いところの音が聞こえる，という現象の一つの原因とされています．
ただし，音は風の影響も強く受けますので，
そこらへんも本当は考えないといけないでしょう．

なお，
http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=75059
も面白いかも知れません．

お礼

siegmundさん、ありがとう。

ご説明、ありがとうございます。

＞波動の速度は「ずれ」が復元する力の強さに依存する

　この意味がよくわかりません。もう少し噛み砕いた表現にすることは

　出来ますか？もしできたら教えてください。

理解能力が足りなくてすみません。こんなに丁寧に説明してくださったのに、
わからない自分が、ちょっとむなしいです。