hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
بكالوريوس
درجة البكالوريوس (باللاتينية: Baccalaureus) وتسمى في أغلب الأنظمة التعليمية العربية الإجازة أو الشهادة هي الدرجة الجامعية الأولى التي تمنح في أي تخصص على أن يمضي الدارس في الجامعة مدة لا تقل عن أربع سنوات أو عدد محدد من الساعات الدراسية بنجاح. كما تمنح في الجامعات في بعض البلاد وضمن شروط خاصة بعد ثلاثة أعوام، وفي بعض البلدان الأخرى بعد خمسة أو ستة أعوام تبعاً للتخصص. وفي بعض الدول مثل الولايات المتحدة تمنح البكالوريوس لبعض التخصصات بعد أن يكون الدارس قد حصل على شهادة بكالوريوس في تخصص آخر، مثل القانون المدني، والطب، والموسيقى، والفلسفة، والتكنولوجيا.
درجتا البكالوريوس الأكثر انتشارًا هما بكالوريوس الآداب وبكالوريوس العلوم. في بعض من المؤسسات والأنظمة التعليمية، لا يمكن الحصول على درجة البكالوريوس في مجالات محددة إلا بعد إتمام دراسات عليا أو دراسات بعد المرحلة الجامعية الأولى. يكون إتمام درجة البكالوريوس شرطًا أساسيًا لدخول البرامج التالية مثل الماجستير أو الدكتوراه.
بكالوريوس
في الدول التي تعتمد أطرًا للمؤهلات العلمية، تُعد درجة البكالوريوس من المستويات الرئيسية في الإطار التعليمي (وتشكل أحيانًا مستويين، إذ تُعد درجات البكالوريوس مع مرتبة شرف منفصلة عن درجات البكالوريوس دون مرتبة شرف). وقد تحمل بعض درجات البكالوريوس مسميات أخرى توحي بمرتبة علمية أعلى (مثل بكالوريوس الطب والجراحة)، وقد تُصنف بعض المؤهلات التي تحمل مسميات أخرى غير البكالوريوس على أنها بكالوريوس (مثل الماجستير الاسكتلندي في الآداب وإجازة دكتور في الطب الكندية).
في النظام البريطاني والأنظمة التي تأثرت به، تُفرّق الدرجات الأكاديمية الجامعية بين درجات مع مرتبة شرف ودرجات دون مرتبة شرف (درجات النجاح أو الدرجات العادية أو الدرجات العامة). تتطلب درجة الشرف عمومًا معيارًا أكاديميًا أعلى من درجة النجاح، وفي بعض الأنظمة، تتطلب إتمام سنة دراسية إضافية بعد درجة البكالوريوس العادية. في بعض الدول، مثل أستراليا ونيوزيلندا وجنوب إفريقيا وكندا، توجد درجة «بكالوريوس مع مرتبة شرف» للدراسات العليا. يمكن أن تُعد هذه الدرجة درجة أكاديمية تالية بعد إكمال درجة البكالوريوس في المجال ذاته، أو جزء من برنامج شرف متكامل. تتطلب هذه البرامج عادةً إكمال مشروع أطروحة بحثية مدته عام كامل.
بكالوريوس الاختلافات
في معظم الدول الإفريقية، تتبع أنظمة الجامعات نموذج القوى المستعمِرة السابقة. على سبيل المثال، يشبه نظام الجامعات النيجيري النظام البريطاني، ويشبه نظام ساحل العاج النظام الفرنسي.
تُسمى شهادات البكالوريوس في الجامعات الجزائرية «ليسانس»، وهي كلمة فرنسية. تستمر الدراسة الجامعية عادةً ثلاث سنوات، وهي جزء من برنامج ل م د (ليسانس، ماجستير، دكتوراه)، الذي يسعى إلى إصلاح نظام التعليم العالي. يستطيع الطلاب الالتحاق ببرنامج بكالوريوس في مجالات دراسية مختلفة بعد الحصول على شهادة التعليم الثانوي (البكالوريا). تتطابق الشهادة الجامعية عادةً مع برامج الجامعات الفرنسية، وفقًا لبرنامج إصلاح التعليم العالي. تغطي برامج البكالوريوس معظم التخصصات في الجامعات الجزائرية، باستثناء بعض التخصصات، مثل الطب والعلوم الصيدلانية.
بكالوريوس الاختلافات
في المغرب، تُسمى درجة البكالوريوس الإجازة (بالفرنسية: license). تستغرق الدراسة ثلاث سنوات، مقسمة إلى دورتين. تتألف الدورة الأولى من السنة الأولى، أو السنة التمهيدية. بعد إكمال السنتين الأوليين، يستطيع الطلاب متابعة التخصص النظري (الدراسات الأساسية) أو التخصص المهني (الدراسات المهنية). تستمر الدورة الثانية مدة سنة واحدة، يحصل الطلاب بعد إكمالها على ليسانس الدراسات الأساسية أو ليسانس مهني. بدأ تطبيق نظام الدرجات الأكاديمية هذا في سبتمبر 2003.
في جنوب إفريقيا، تُعد درجة الشرف مؤهلًا إضافيًا يُعطى بعد إتمام دراسات عليا في مجال التخصص الجامعي ذاته، وتتطلب سنة دراسية أخرى على الأقل بالإضافة إلى تقرير بحثي.
بكالوريوس الاختلافات
في تونس، تُسمى درجة البكالوريوس الإجازة أو الليسانس، وتستغرق ثلاث سنوات لإكمالها وهي جزء من البرنامج التعليمي الإصلاحي ل م د (ليسانس، ماجستير، دكتوراه)، إذ يمكن للطلاب الالتحاق ببرامج درجة البكالوريوس في مجالات دراسية مختلفة بعد حصولهم على شهادة البكالوريا (اختبار التعليم الثانوي الوطني). عادةً ما تكون الدرجة مطابقة لبرامج الجامعات الفرنسية، مثلما يوضح برنامج ل م د. تقدم معظم الجامعات في تونس درجة البكالوريوس بعد 3 سنوات دراسية، باستثناء بعض المجالات، وهي الطب والصيدلة والهندسة والعمارة وبكالوريوس العلوم في إدارة الأعمال التي تقدمها كلية تونس للأعمال فقط ومدتها 4 سنوات.
تمنح المنطقة عادة درجات الزمالة والبكالوريوس والماجستير والدكتوراه وما بعد الدكتوراه للطلاب الخريجين.
يُدار التعليم في كندا على نحو مستقل من قبل كل مقاطعة وإقليم. جرى اتفاق على إطار عمل مشترك للدرجات العلمية من قبل مجلس وزراء التعليم في كندا عام 2007. واعتمد هذا الإطار أوصافًا لدرجات البكالوريوس والماجستير والدكتوراه كانت متشابهة عمدًا مع تلك التي حددتها عملية بولونيا.
بكالوريوس الاختلافات
في هذا الإطار، تُحدد أربعة أشكال عامة لشهادة البكالوريوس: برامج عامة تقدم تعليمًا واسعًا وتجهز الخريجين لبرامج الدراسات العليا المهنية أو التوظيف عمومًا، وبرامج أكاديمية مُعمّقة في مجال محدد تجهز الخريجين للدراسات العليا في المجال أو التوظيف عمومًا، وبرامج تطبيقية تركز على إتقان الممارسة وتطبيق المعرفة، وبرامج مهنية، غالبًا (ولكن ليس حصريًا) تجهز الخريجين للعمل بصفة متخصصين في مجال محدد. تشمل هذه الفئة الأخيرة شهادات الدراسات العليا التي تمنح حاملها لقب دكتور، مثل دكتور في الطب، دكتور في القانون، دكتور في جراحة الأسنان. وعلى الرغم من لقب «دكتور»، تُعد هذه الشهادات شهادات بكالوريوس.
تستغرق درجة البكالوريوس ثلاث أو أربع سنوات، وتُمنح من قِبل الكليات والجامعات. في كثير من الجامعات. تُصنف درجات البكالوريوس إما إلى بكالوريوس (عادي) أو بكالوريوس مع مرتبة شرف. مصطلح «مع مرتبة شرف» هو تمييز أكاديمي، يُشير إلى حصول الطلاب على درجة البكالوريوس بمعدل تراكمي عام مرتفع، وقد تتطلب بعض البرامج مستوى تعليميًا أعلى للحصول على مرتبة الشرف. يُشار أحيانًا إلى درجات الشرف بالاختصار (Hons أو Hon).
بكالوريوس الاختلافات
كان يُنظر تاريخيًا إلى درجة البكالوريوس مع مرتبة شرف على أنها أعلى درجة جامعية. يتطلب البرنامج أربع سنوات دراسية على الأقل، مع التركيز الكبير على مناقشة أطروحة الشرف البحثية، والتي تُعد مساوية تقريبًا لأطروحة ماجستير رسمية. تضع الجامعات الدرجة الأكاديمية مع درجات الشرف على الشهادة.
في كيبيك، يجب على الطلاب دراسة سنتين على الأقل في الجامعة قبل الالتحاق ببعض البرامج، مثل بكالوريوس العلوم لمدة ثلاث سنوات أو بكالوريوس الهندسة لمدة أربع سنوات. ونتيجةً لذلك، لا تُمنح «شهادة شرف» في القانون (مع أن بعض الجامعات تُسوّق بعض برامجها على أنها بمثابة شهادات شرف في موادها التسويقية باللغة الإنجليزية). توجد بعض التخصصات التي تُسمى «مجالات تركيز» باللغة الفرنسية، تكون في الغالب مقررات اختيارية.
في مقاطعة أونتاريو، تُقدّم الجامعات شهادات بكالوريوس معظمها ذو طابع أكاديمي. في المقابل، يشترط تشريع أونتاريو أن تكون شهادات البكالوريوس التي تقدمها كليات أونتاريو تطبيقية تركز على الجانب المهني.
علوم عسكرية
العلوم العسكرية هي دراسة العمليات والمؤسسات والسلوك العسكري، إلى جانب دراسة الحرب، والجانب النظري والتطبيقي للقوة القسرية المنظمة. يركز بشكل أساسي على الجانب النظري والطريقة والممارسة لإنتاج القوة العسكرية بطريقة تتفق مع سياسة الدفاع الوطني. تخدم العلوم العسكرية في تحديد العناصر الاستراتيجية والسياسية والاقتصادية والنفسية والاجتماعية والعملية والتكنولوجية والتكتيكية اللازمة للحفاظ على الأفضلية النسبية للقوة العسكرية؛ وزيادة الاحتمالية والنتائج المرغوبة لتحقيق النصر في السلام أو أثناء الحرب. يشمل علماء الجيش واضعي النظريات والباحثين والعلماء التجريبيين والعلماء التطبيقيين والمصممين والمهندسين وفنيي الاختبار وغيرهم من الموظفين العسكريين.
يحصل الموظفون العسكريون على الأسلحة والمعدات والتدريب لتحقيق أهداف إستراتيجية محددة. تستخدم العلوم العسكرية أيضًا لإثبات قدرة العدو بمثابة جزء من الاستخبارات التقنية.
علوم عسكرية
في التاريخ العسكري، استُخدمت العلوم العسكرية خلال فترة الثورة الصناعية مصطلحًا عامًّا للإشارة إلى جميع مواضيع الجانب النظري العسكري وتطبيق التكنولوجيا كتخصص أكاديمي مفرد، بما في ذلك تعيين واستخدام القوات في وقت السلم أو في المعركة.
في التعليم العسكري، غالباً ما تكون العلوم العسكرية اسمًا لقسمٍ في مؤسسة تعليمية مسؤولة عن تعليم الضابط المرشح. ومع ذلك، يركز هذا التعليم عادة على التدريب القيادي للضابط والمعلومات الأساسية حول استخدام النظريات العسكرية والمفاهيم والطرق والنظم، والخريجين ليسوا علماء عسكريين عند الانتهاء من الدراسات، بل ضباط جيش مبتدئين.
علوم عسكرية توظيف المهارات العسكرية
في المقام الأول، يهتم العلم العسكري بمن سيشارك في العمليات العسكرية، وما هي مجموعات المهارات والمعرفة التي سيحتاجون إليها للقيام بذلك بفعالية وإلى حد ما ببراعة.
يطوّر الطرق المثلى لإدارة وتنظيم الوحدات العسكرية، وأيضًا الجيش ككل. بالإضافة إلى ذلك، يدرس هذا المجال الجوانب الأخرى المرتبطة مثل التجنيد والتسريح، والسيطرة العسكرية على المناطق التي غُزيَت حديثًا (أو المحررة) من سيطرة العدو.
هيكلة القوة هي الطريقة التي يُنظّم بها ويُدرّب الأفراد والأسلحة والمعدات التي يستخدمونها للعمليات العسكرية، بما في ذلك المعركة. يعتمد تطوير هيكل القوة في أي بلد على الاحتياجات الاستراتيجية والعملية والتكتيكية لسياسة الدفاع الوطني والتهديدات المحددة للبلد والقدرات التكنولوجية للتهديدات والقوات المسلحة.
علوم عسكرية توظيف المهارات العسكرية
يُوجّه تطوير هيكل القوة بالاعتبارات العقائدية للانتشار والاستخدام الاستراتيجي والعملي والتكتيكي للتشكيلات والوحدات العسكرية في الأقاليم والنطاقات والمناطق التي يُتوقع أن يؤدوا فيها مهامهم وواجباتهم. تنطبق هيكلة القوة على جميع الخدمات المسلحة، ولكن ليس على المنظمات الداعمة لها مثل تلك المستخدمة لأنشطة البحث العلمي في مجال الدفاع.
يوجّه هيكل القوة للولايات المتحدة بجدول التنظيم والمعدات («تي آو إي» أو «تي آو وإي»). إن «تي آو إي» هي وثيقة نُشرت من قبل وزارة الدفاع الأمريكية والتي تنص على تنظيم وتزويد وتجهيز الوحدات من تلك بحجم الفرقة إلى الأصغر حجمًا، وتشمل أيضًا مقر قيادة الفيالق والجيوش.
توفر هيكلة القوة أيضًا معلومات عن مهمة وقدرات وحدات محددة، فضلاً عن الوضع الحالي للوحدة من حيث الموضع والاستعداد. تُطبّق تي آو إي العامة على نوع من الوحدات (على سبيل المثال، المشاة) بدلاً من وحدة محددة (فرقة المشاة الثالثة). وبهذه الطريقة، تتبع جميع الوحدات التابعة لنفس الفرع (مثل المشاة) نفس المبادئ التوجيهية الهيكلية التي تسمح بتمويل وتدريب واستخدام أكثر فعالية للوحدات المتشابهة عمليًا.
يدرُس المنهجية والممارسات المعنية في تدريب الجنود، «إن سي أو» (الضباط غير المكلفين، أي الرقيب والعريف)، والضباط. يمتد إلى تدريب الوحدات الصغيرة والكبيرة، سواء بشكل فردي أم بالتنسيق مع بعضها لكل من للكوادر العادية والاحتياطية. يهتم التدريب العسكري، وخاصة للضباط، أيضًا بالتعليم العام والتلقين السياسي للقوات المسلحة.
سرعة الصوت
سرعة الصوت هي السرعة التي تنتقل بها الموجات الصوتيّة.
تختلف السرعة حسب الوسط الّذي تنتقل فيه الموجات. الخصائص التي تحدّد سرعة الصوت هي الكثافة ومعامل الحجم. ينتقل الصوت بسرعة أكبر خلال السوائل والأجسام الصلبة. كما أنّ سرعة الصوت تزداد مع الحرارة.
تقدّر سرعة الصوت في وسط هوائي عادي جاف في درجة حرارة (C° 20  °F 68) ب 343 متر في الثانية، أو (1,125 قدم/ثانية). أو ما يساوي 1235 كيلومتر في الساعة (768 ميل/الساعة)، أو ميل واحد في كل خمس ثوان.
العلاقة التي تربط بين سرعة الصوت والتردد  وطول الموجة  هي:
.
وهي تنطبق في حالة الصوت كما تنطبق في حالة الضوء أو الموجات الكهرومغناطيسية، مع ملاحظة استبدال سرعة الصوت v بسرعة الضوء c في حالتي انتشار الضوء أو انتشار موجة كهرومغناطيسية.
سرعة الصوت التاريخ
تضمن كتاب مبادئ السير إسحاق نيوتن في سنة 1687 حسابًا لسرعة الصوت في الهواء بمقدار 979 قدم في الثانية (298 م/ث)، وهذه نسبة منخفضة بنحو 15٪. وسبب التناقض يعود في المقام الأول إلى إهمال التأثير (غير المعروف آنذاك) لدرجات الحرارة المتقلبة بسرعة في الموجة الصوتية (بالمصطلحات الحديثة يعد ضغط الموجة الصوتية وتمدد الهواء عملية ثابتة الحرارة وليست عملية متساوية الحرارة). وقد صحح لابلاس ذلك الخطأ لاحقًا.
وجرت عدة محاولات لقياس سرعة الصوت بدقة في القرن 17، ومنها محاولات مارين ميرسين سنة 1630 (1,380 قدمًا باريسيًا في الثانية)، وبيير جاسندي في سنة 1635 (1,473 قدمًا باريسيًا في الثانية)، ثم روبرت بويل (1125 قدمًا باريسيًا في الثانية). وفي 1709 نشر القس ويليام ديرهام رئيس جامعة أبمينستر مقياسًا أكثر دقة لسرعة الصوت، عند 1,072 قدمًا باريسيًا في الثانية. (كانت القدم الباريسية 325 مم. هذا أطول من «القدم الدولية» القياسية في الاستخدام الشائع اليوم، والتي عُرِّفَت رسميًا في سنة 1959 على أنها 304.8 مم، مما يجعل سرعة الصوت تبلغ 20 °م (68 °ف) 1,055 قدم باريسي في الثانية).
سرعة الصوت التاريخ
استخدم ديرهام تلسكوبًا من برج كنيسة سانت لورانس في أبمينستر لمراقبة وميض بندقية بعيدة تم إطلاقها، ثم قاس الوقت حتى سمع طلقة نارية مع بندول نصف ثانية. وجرت قياس طلقات نارية أخرى من عدد من المعالم المحلية، ومنها كنيسة نورث أوكيندون. كانت المسافة معروفة بالتثليث، وبالتالي تم حساب السرعة التي قطعها الصوت.
سرعة الصوت مفاهيم أساسية
يمكن توضيح نقل الصوت باستخدام نموذج يتكون من مجموعة من الأجسام الكروية المترابطة بواسطة الزنبرك.
من الناحية المادية الحقيقية، تمثل الكرات جزيئات المادة وتمثل الزنبركات الروابط بينها. يمر الصوت من خلال النظام عن طريق ضغط وتوسيع الزنبرك، مطلقا طاقة صوتية إلى الكرات المجاورة. ساعد هذا في نقل الطاقة بدوره إلى زنبرك الكرة المجاورة المرتبط به، ثم الذي يليه، وهكذا.
تعتمد سرعة الصوت خلال النموذج على جساءة/صلابة الزنبرك أو (النابض) وكتلة الكرات. وطالما أن التباعد بين الكرات يكون ثابتًا، فإن النوابض / الروابط الأكثر صلابة تنقل الطاقة بسرعة، بينما الكرات الأكبر تنقل طاقتها ببطئ.
في المادة الحقيقية تُعرف صلابة الزنبرك باسم معامل المرونة، وتتوافق الكتلة مع كثافة المادة. بالنظر إلى أن جميع الأشياء الأخرى متساوية مع ثبات باقي العوامل فإن الصوت سوف ينتقل بشكل أبطأ في المواد الإسفنجية، وأسرع في المواد الأكثر صلابة. يمكن أيضًا فهم التأثيرات مثل التشتت والانعكاس باستخدام هذا النموذج.
سرعة الصوت مفاهيم أساسية
على سبيل المثال ينتقل الصوت في النيكل أسرع بـ 1.59 مرة منه في البرونز، بسبب زيادة صلابة النيكل عند نفس الكثافة تقريبًا. وبالمثل ينتقل الصوت في غاز الهيدروجين الخفيف (البروتيوم) أسرع بـ 1.41 مرة منه في غاز الهيدروجين الثقيل (الديوتيريوم)، لأن كثافة الديوتيريوم ضعف كثافة البروتيوم. وكذلك ينتقل الصوت «من النوع المضغوط» في المواد الصلبة أسرع منه في السوائل، وأسرع في السوائل عنه في الغازات، لأن المواد الصلبة أكثر صعوبة في الضغط من السوائل، وبدورها تكون السوائل أكثر صعوبة في الضغط من الغازات.
تذكر بعض الكتب التعليمية خطأً أن سرعة الصوت تزداد مع زيادة الكثافة. وتم توضيح هذه الفكرة من خلال تقديم بيانات لثلاث مواد، وهي الهواء والماء والصلب، ولكل منها انضغاط مختلف إلى حد كبير، وهو ما يعوض عن اختلافات الكثافة. مثال توضيحي للتأثيرين هو أن الصوت ينتقل في الماء أسرع بـ 4.3 مرات فقط من الهواء، على الرغم من الاختلافات الهائلة في انضغاط الوسيطتين. والسبب هو أن كثافة الماء الأكبر تعمل على إبطاء الصوت فيها مقارنة بالهواء، فتعوض تقريبًا عن اختلافات الانضغاط في الوسطين.
سرعة الصوت مفاهيم أساسية
يمكن ملاحظة مثال عملي في إدنبرة عندما تم إطلاق «مدفع الساعة الواحدة» في الطرف الشرقي لقلعة إدنبرة. عند الوقوف عند قاعدة الطرف الغربي من Castle Rock، يمكن سماع صوت البندقية من خلال الصخرة قبل وصوله عن طريق الهواء، متأخراً جزئياً بسبب الطريق الأطول قليلاً.
سرعة الصوت موجات انضغاط وعرضية
في الغاز أو السائل، يتكون الصوت من موجات انضغاطية. في المواد الصلبة، تنتشر الموجات ويكون لها نوعين مختلفين. الموجة الطولية وهي متعلقة بالانضغاط وإزالة الانضغاط في اتجاه السريان. تنتشر الموجات الانضغاطية في السوائل والغازات. هناك نوع إضافي للموجات وهي الموجات العرضية والتي تنتشر في فقط في المواد الصلبة. وهذا بسبب التشوه المرن الذي يحدث بشكل عمودي على اتجاه انتشار الموجة. اتجاه التشوه لهذا النوع من الموجات يسمى الاستقطاب. في العموم فإن الموجات العرضية تحدث كزوج من الاستقطاب العمودي.
هذه الموجات المختلفة ربما يكون لها سرعات مختلفة حتى وإن كان لها تردد واحد. لذلك فهي تصل إلى الملاحظ في أزمنة مختلفة، على سبيل المثال الزلازل حيث تصل الموجة الانضغاطية أولا ومن ثم الموجة العرضية.
تحدد سرعة الموجة الانضغاطية في المائع حسب انضاغطية الوسط وكثافته. في المواد الصلبة فإن الموجات الانضغاطية مشابهه لتلك الموجات في الموائع اعتمادا على الانضغاطية، الكثافة ومعامل القص. سرعة موجات القص والتي تنتشر في المواد الصلبة يتم تحديدها بمعامل القص للمواد الصلبة والكثافة.
سرعة الصوت سرعة الصوت في الغازات والسوائل
ينتقل الصوت في الغازات والسوائل عن طريق انتشار موجات الضغط والكثافة حيث تتذبذب الجزيئات فيها في اتجاه انتشار الصوت (أي تتأرجح جزيئات الوسط إلى الأمام وإلى الخلف وهكذا من دون أن تنتقل من مكانها. تلك الحركة تسمى موجة طولية. وتكون سرعة الصوت هي دالة لكثافة الوسط ومعامل الحجم  (أي قابلية المادة على الانضغاط)؛ وهذه المعادلة تنطبق على الغازات والسوائل.
أي ان سرعة الصوت في وسط غازي أو سائل تزداد بزيادة قابلية الوسط على الانضغاط وتقل مع زيادة كثافة الوسط. يمكن تعميم المعادلة العامّة لسرعة الصوت باستخدام الميكانيكا الكلاسيكيّة:
في حالة أخذ النسبيّة الخاصّة بعين الاعتبار، يمكن اشتقاق سرعة الصوت من معادلات ايولر النسبيّة.
تكون السرعة مستقلّة عن التردّد إذا كان الوسط غير متبدّد أمّا إذا كان متبدّدا فتكون السرعة دالة في التردّد. مثلا يعتبر الهواء وسط غير متبدّد عند التردّدات السمعيّة ثمّ يصبح متبدّدا عند التردّدات فوق السمعية بسبب وجود ثاني أكسيد الكربون في الهواء الجوّي وهو وسط متبدّد.
سرعة الصوت اختلاف الارتفاع وآثاره على الصوتيات الجوية
في الغلاف الجوي للأرض فإن العامل الرئيسي الذي يؤثر على سرعة الصوت هو درجة الحرارة. لذلك ففي حالة غاز مثالي معين بسعة حرارية ثابتة وتركيب ثابت، فإن سرعة الصوت تعتمد فقط على درجة الحرارة؛ انظر التفاصيل بالأسفل. في مثل هذه الحالة المثالية، فإن تأثيرات الكثافة المنخفضة وضغط الارتفاع المنخفض تلغي بعضها البعض حافظًا التأثير المتبقي لدرجة الحرارة.
نظرًا لأن درجة الحرارة (وبالتالي سرعة الصوت) تنخفض مع زيادة الارتفاع حتى 11 كم، فإن الصوت ينكسر إلى الأعلى، بعيدًا عن المستمعين على الأرض، مما يخلق ظلًا صوتيًا على مسافة ما من المصدر. ويشار إلى انخفاض سرعة الصوت مع الارتفاع على أنه تدرج سرعة الصوت السلبي.
ومع ذلك، هناك اختلافات في هذا الاتجاه فوق 11 كم. على وجه الخصوص في طبقة الستراتوسفير التي تزيد عن 20 كم، تزداد سرعة الصوت مع الارتفاع، بسبب زيادة درجة الحرارة من التسخين داخل طبقة الأوزون. ينتج عن هذا سرعة موجبة لتدرج الصوت في هذه المنطقة. لا تزال توجد منطقة أخرى من التدرج الإيجابي على ارتفاعات عالية جدًا، في الغلاف الحراري المسمى بشكل مناسب فوق 90 كم.
سرعة الصوت صيغة تطبيقيّة للهواء الجاف
تعطى سرعة الصوت في الهواء الجاف (0% رطوبة) بالعلاقة:
يمكن استخدام العلاقة التقريبية أيضا عند درجات حرارة قريبية من الصفر المئوي باستخدام مفكوك تايلور للعلاقة السابقة والتوقف عند الحدّ الثاني:
لاحظ ان سرعة الصوت تصبح 331.3 م\ث عند الصفر المئوي وقد تمّ الحصول عليها من افتراض قانون الغاز المثالي (انظر التفاصيل بالأسفل).
سرعة الصوت التفاصيل
معامل ثبات الاعتلاج وهو يمثل النسبة بين السّعة الحراريّة للغاز عند ثبات الضغط إلى السعة الحرارية عند ثبات الحجم. (للهواء:),.
وبالتعويض عن ρ بـnM/V، تصبح العلاقة كالتّالي:
تختلف سرعة الصوت باختلاف درجة الحرارة. ولأن درجة الحرارة وسرعة الصوت تتناقصان عادةً مع زيادة الارتفاع، فينكسر الصوت لأعلى مبتعدا عن المستمعين على الأرض، مما يخلق ظلًا صوتيًا على مسافة ما من المصدر. فيمكن لريح القص بسرعة 4 م/ث أن تنتج انكسار يساوي معدل سقوط درجة حرارة نموذجية من 7.5 س°/ كم. فازدياد القيم في تدرج الرياح يجعل الصوت ينكسر نحو الأسفل إلى السطح بوجهة الريح، فيقضي على الظل الصوتي مع اتجاه الريح. مما يؤدي إلى زيادة سماع الأصوات مع اتجاه الريح. فتأثير الانكسار مع اتجاه الريح يكون بسبب تدرج للرياح؛ لأن الصوت لا تحمله الريح.
لانتشار الصوت يمكن تعريف التباين الأسي لسرعة الرياح مع الارتفاع على النحو التالي:
سرعة الصوت التفاصيل
ففي سنة 1862 خلال معركة إيوكا في الحرب الأهلية الأمريكية تمكن الظل الصوتي الذي يُعتقد أنه تم تعزيزه بفعل الرياح الشمالية الشرقية في إبقاء فرقتين من جنود الاتحاد خارج المعركة، لأنهم لم يتمكنوا من سماع أصوات المعركة سوى 10 كم (ستة أميال) مع اتجاه الريح.
T 0 يكون ‏K‏ 273.15 حيث (= °C ‏0 و °F‏ 32)، يعطي القيمة النظرية لل 331.3 م/ث (=1086.9 قدم/ث = 1193 كم/ساعة = 741.1 م/س = 644.0 عقدة). ويمكن العثور على قيم تتراوح من 331.3 إلى 331.6 م/ث في الأدبيات المرجعية، مثال؛
واقعيا وبافتراض وجود غاز مثالي، فإن سرعة الصوت c تعتمد على درجة الحرارة فقط، وليس على الضغط أو الكثافة. فالهواء الجوي هو تقريبا غاز مثالي. وتختلف درجة حرارة الهواء باختلاف الارتفاع، مما يعطي الاختلافات التالية في سرعة الصوت باستخدام الغلاف الجوي القياسي - قد تختلف الظروف الفعلية.
في ظل الظروف الجوية العادية، تختلف درجة الحرارة، وبالتالي سرعة الصوت، باختلاف الارتفاع:
سرعة الصوت تأثير التردد وتكوين الغاز
لاتكون استجابة الوسط الذي انتقلت فيه الموجة الصوتية منتظمة، ونتيجة لذلك يمكن أن تختلف سرعة الصوت باختلاف التردد.
وهناك اهتمام حول التوهين الشديد الذي قيّد مفهوم سرعة الصوت. فالتوهين الموجود عند مستوى سطح البحر للترددات العالية ينطبق على الترددات المنخفضة عند انخفاض الضغط الجوي، أو عند زيادة متوسط المسار الحر. لهذا السبب فإن مفهوم سرعة الصوت (باستثناء الترددات التي تقترب من الصفر) يفقد تدريجياً نطاق قوته في الارتفاعات العالية. وتنطبق المعادلات القياسية لسرعة الصوت بدقة معقولة فقط على المواقف التي يكون فيها طول الموجة الصوتية أعلى بكثير من متوسط المسار الحر للجزيئات في الغاز.
ساهم التركيب الجزيئي للغاز بالتأثير على سرعة الصوت من حيث كتلة الجزيئات (M) والقدرة الحرارية. بشكل عام تمتلك الغازات أحادية الذرة عند نفس الكتلة الجزيئية سرعة صوت أعلى قليلاً (فوق 9٪) لأن لديها γ أعلى (5/3 = 1.66 ...) من ثنائي الذرة (7/5 = 1.4). وبذا عند نفس الكتلة الجزيئية يرتفع سرعة صوت غاز أحادي الذرة بمعامل قدره
سرعة الصوت تأثير التردد وتكوين الغاز
هذا يعطي فرق الـ 9٪، وهي نسبة نموذجية لسرعة الصوت في درجة حرارة الغرفة بالهيليوم مقابل الديوتيريوم ولكل منهما وزن جزيئي 4. ويكون الصوت أسرع في الهيليوم من الديوتيريوم لأن ضغط ثابت الحرارة للهيليوم يسخن أكثر، بحيث يمكن لجزيئات الهيليوم تخزين طاقة حرارة ناتجة عن الانضغاط فقط عند الانتقال وليس الدوران. وهكذا تنتقل جزيئات الهليوم (جزيئات أحادية الذرة) أسرع في موجة صوتية وتنقل الصوت بشكل أسرع. (ينتقل الصوت بحوالي 70٪ من متوسط السرعة الجزيئية في الغازات: 75٪ في الغازات أحادية الذرة و 68٪ في الغازات ثنائية الذرة).
سرعة الصوت تأثير التردد وتكوين الغاز
لاحظ أنه في هذا المثال افترضنا أن درجة الحرارة منخفضة بدرجة كافية بحيث لا تتأثر السعات الحرارية بالاهتزاز الجزيئي. ومع ذلك فإن أنماط الاهتزاز تسبب جاما بالانخفاض إلى النمط 1، لأن أوضاع الاهتزاز في غاز متعدد الذرات تعطي الغاز طرقًا إضافية لتخزين الحرارة دون التأثير على درجة حرارتها، وبالتالي لا تؤثر على السرعة الجزيئية وسرعة الصوت. ومن ثم فإن تأثير درجات الحرارة المرتفعة والسعة الحرارية الاهتزازية يعمل على زيادة الفرق في سرعة الصوت بين الجزيئات أحادية الذرة والجزيئات متعددة الذرات، مع بقاء السرعة أعلى في أحادية الذرة.
تعتبر الحرارة هي العامل الأكثر أهمية الذي يؤثر على سرعة الصوت في الهواء. فالسرعة تتناسب طرديًا مع الجذر التربيعي لدرجة الحرارة المطلقة، مما يزيد بمقدار 0.6 م/ث لكل درجة مئوية. لهذا السبب تزداد نغمة آلة النفخ الموسيقية مع زيادة درجة حرارتها.
وكذلك تتناسب طرديا مع الرطوبة ولكن عكسيا مع ثاني أكسيد الكربون. الفرق بين 0٪ و 100٪ رطوبة حوالي 1.5 م/ث عند الضغط والحرارة القياسيين، لكن مدى تأثير الرطوبة يزداد بشكل كبير مع الحرارة.
سرعة الصوت تأثير التردد وتكوين الغاز
عادة ما يكون الاعتماد على التردد والضغط غير مهم في التطبيقات العملية. وفي الهواء الجاف تزداد سرعة الصوت بنحو 0.1 م/ث حيث يرتفع التردد من 10 هرتز إلى 100 هرتز. أما الترددات الصوتية التي تزيد عن 100 هرتز فهي ثابتة نسبيًا. يتم تحديد القيم القياسية لسرعة الصوت في حدود الترددات المنخفضة، حيث يكون الطول الموجي كبيرًا مقارنة بمتوسط المسار الحر.
كما هو موضح أعلاه القيمة التقريبية 1000/3 = 333.33 ... م/ث هي أقل بقليل من 5 درجات مئوية وهو تقدير تقريبي لجميع الحرارة الخارجية «المعتادة» (في المناخات المعتدلة على الأقل)، ومن هنا جاءت القاعدة العامة المعتادة لتحديد مسافة ضرب البرق: عد الثواني من بداية الوميض إلى بداية صوت الرعد المرتبط وتقسيمها على 3: النتيجة هي المسافة بالكيلومترات لأقرب نقطة للصاعقة.
سرعة الصوت رقم ماخ
يعتبر معامل أو رقم ماخ مفيدا في حساب سرعة جسم ما نسبة إلى سرعة الصوت وهو دالة في الحرارة. إلا أن أدوات طيران الطائرات تستخدم فرق الضغط لحساب رقم ماخ وليس درجة الحرارة. بافتراض هو أن ضغطًا معينًا يمثل ارتفاعًا معينًا ومن ثم درجة حرارة قياسية. وتحتاج أدوات طيران الطائرات إلى العمل بهذه الطريقة لأن ضغط الركود الذي يتم استشعاره بواسطة أنبوب بيتوت يعتمد على الارتفاع بالإضافة إلى السرعة.
سرعة الصوت قياسات تجريبيّة
توجد مجموعة من الطرق المختلفة لقياس الصوت في الهواء.
أول تقدير دقيق نوعا ما لسرعة الصوت في الهواء أجراها ويليام ديرهام واعترف بها إسحاق نيوتن. كان لدى ديرهام تلسكوب أعلى برج كنيسة سانت لورانس في أبمينستر بإنجلترا. وفي يوم هادئ كانت ساعة متزامنة لمساعد قام بإطلاق بندقية في وقت محدد مسبقًا من نقطة بارزة على بعد بضعة أميال عبر الريف، ومراقبة عن طريق التلسكوب. ثم قيس الفاصل الزمني بين رؤية دخان السلاح ووصول الصوت باستخدام بندول مدته نصف ثانية. وتقاس المسافة إطلاق البندقية عن طريق التثليث، وقدم التقسيم البسيط (المسافة / الوقت) لإعطاء السرعة. أخيرًا من خلال إجراء العديد من الملاحظات، وباستخدام مجموعة من المسافات المختلفة أمكن حساب متوسط عدم دقة البندول الذي يبلغ نصف ثانية، مما أعطي تقديره النهائي لسرعة الصوت. تتيح ساعات التوقف الحديثة استخدام هذه الطريقة اليوم على مسافات قصيرة تصل إلى 200-400 متر، ولا تحتاج إلى شيء بصوت عالٍ مثل بندقية.
سرعة الصوت قياسات تجريبيّة
هناك عدّة طرق لحساب سرعة الصوت تجريبيّا إحداها طريقة الصدمة حيث يتمّ ملاحظة تصادم بين جسمين من مسافة معيّنة وتسجيل فرق الزّمن بين مشاهدة حدث التصادم وسماع الصوت. نظرا لأنّ مشاهدة الحدث تـمّت بفضل الضوء وسرعته لا تقارن بسرعة الصوت فيمكن مباشرة قسمة المسافة على الفارق الزّمني والحصول على سرعة الصوت.
الطريقة الأخرى تتمثّل في إلغاء عامل الزّمن واستعاضته بالقيّاس التردّدي. تعتبر انبوبة كندت خير مثال على ذلك حيث يمكن بها قياس سرعة الصّوت في أيّ غاز.
بافتراض غاز مثالي يمكن اشتقاق رقم ماخ لتدفق تحت صوتي انضغاطي من معادلة بيرنولي.
وتشتق معادلة حساب رقم ماخ في جريان انضغاطي فوق صوتي من رقم رايلاي:
يلاحظ وجود رقم ماخ في طرفي المعادلة وبالتّالي يتمّ حلّ المعادلة بالتحليل العددي والاستعانة بالحاسوب.
سرعة الصوت سرعة الصوت في الأجسام الصلبة
ينتقل الصوت في الأجسام الصلبة في هيئة موجة طولية (حيث تكون اتجاه أرجحة الجزيئات موازيا لاتجاه تقدم الموجة) وكذلك في هيئة موجة عرضية (حيث يكون اتجاه تأرجح الجزيئات عموديا على اتجاه تقدم الموجة).
وبالنسبة للموجة الطولية في مادة صلبة تعتمد سرعة الصوت على كثافة  المادة، ونسبة بواسون  ومعامل يونغ  للمادة. وتنطبق المعادلتان: