Ääni

Ääni on väliaineen atomien ja molekyylien pitkittäistä värähtelyä, eli se etenee paineaaltona. Ääni välittyy toisiinsa satunnaisesti törmäävistä partikkeleista, eli mitään äänihiukkasia ei ole olemassa. Ääntä ei voida tämän vuoksi juurikaan suunnata eikä estää, ja ääni jatkuukin mukavasti seinien läpi naapureiden kuultavaksi. Äänen nopeus on ilmassa 330m/s, vedessä 1500m/s, ja metallissa 6km/s. Kiinteässä aineessa ääni etenee nopeammin, sillä se on suunnatumpaa ja kiderakenteet välittävät värähtelyn energian nopeammin eteenpäin. Äänen nopeus on suoraan verrannollinen absoluuttisen lämpötilan neliöjuureen, eli äänen nopeus kasvaa 6m/s lämpötilan kasvaessa 10 astetta. Jos näet salaman, jokainen kolme sekuntia on yksi kilometri kunnes ääni kuuluu. Jos kerkeät laskemaan yhdeksään, on salama lyönyt kolmen kilometrin päässä sinusta maahan. Joskus lentokoneet ylittävät äänen nopeuden. Lentokoneen eteen syntyy kokoon puristuneen ilman shokkiaalto, joka muodostaa äänen nopeudella leviävän kartiomaisen pinnan. Kun tämä paineaalto osuu maahan, synnyttää se jylisevän äänen. Sokkiaalto aiheuttaa valtavasti kitkaa, joten äänen ylittäminen vaatii paljon energiaa. Korkealla ilma on ohuempaa ja shokkiaallon paine pienempi, joten yliäänilennot suoritetaan mahdollisemman korkealla. Tätä äänennopeuden saavuttamista kutsutaan Machin luvuksi, eli kun Mach on 1, liikkuu kone äänen nopeudella. Tämä ei vastaa mitään tiettyä nopeutta m/s, vaan riippuu täysin ilman lämpötilasta. Liikelentokoneet lentävät korkeuksissa joissa pakkasta on 50 celsiusta, jolloin äänen nopeus on 300m/s. Tällaisissa oloissa 2Machin nopeudella lentävä Concorde kulkee 2160km tuntinopeudella.
Ääni voi taittua eri ilmakerroksissa valon tavoin. Tämä voi synnyttää hiljaisuuden vyöhykkeitä, kun lämmin alue nostaa äänen yläilmoihin, ja stratosfäärin kerros heijastaa sen takaisin. Näin saattaa jäädä väliin jopa parinkymmenen kilometrin hiljainen pätkä. Jokaiselle on tuttu se tilanne, kun tyynellä ilmalla ääni kuuluu kilometrikaupalla järven yli. Tämä syntyy äänen heijastuessa vuoroin veden pinnasta ja vuoroin lämpimästä ilmakerroksesta, eikä menetä juurikaan energiaansa päästen hyvinkin pitkälle.