Ursprunglig fråga:
Vi i skolan diskuterar vad som händer med ljudvågorna när man står bredvid en valborsmässoeld och sjunger. Det är svårt att höra förbi elden. Har det att göra med att varm luft stiger och det kan störa ljudvågorna?
/Marie H, Odlarskolan, Eskilstuna

Svar:
Hej Marie! Intressant fråga! Jag har inte observerat effekten själv, men jag tror det finns två samverkande effekter.

1 Ditt eget förslag: varm luft har lägre densitet så den stiger. Vi har alltså en luftström uppåt. När ljudvågorna kommer in i den uppåtgående luftströmmen kommer ljudet att böjas av lite uppåt eftersom ljudvågorna följer med luftstömmen. Ljudvågor som går nära marken (som kunde tänkas böjas upp för att träffa ett öra på andra sidan elden) stoppas av materialet som bygger upp elden.

2 Ljudhastigheten beror av temperaturen hos luften, se fråga 12639. Den är proportinell mot roten ur luftens absoluta temperatur (temperatur i Kelvin, T). Om luftens temperatur är 20+273=c:a 300 K och eldens temperatur är 600+273 = c:a 900 K, blir ljudhastigheten i elden ungefär sqrt(3)=1.7 gånger högre än i luften. En ljudvågfront som går in i elden kommer då att vrida sig utåt - elden fungerar som en negativ (spridande) lins för ljus. Ljudfronten sprids alltså ut över ett större område, vilket innebär att intensiteten minskar. En besläktad effekt beskrivs i Sound_speed_gradient .

Jag vet inte vilken av effekterna som dominerar, men de bör båda kunna bidra till en försvagning av ljudet på andra sidan elden.

Luften ovanför elden är också mycket turbulent, vilket medför att ljudvågorna blir deformerade. Detta stör ytterligare hur man uppfattar ljudet.
/Peter E

Se även fråga 12639

Nyckelord: ljudhastigheten [21];