Скорость инфразвука определяется теми же формулами, которые установлены для слышимых звуков. Однако для сверхнизких частот характер звуковых колебаний изменяется и скорость звука подчиняется иному закону.

Первые систематические измерения скорости звука были произведены в XVII в. Марсенном, Кирхнером и Миланской Академией наук. Марсенн использовал эхо. Опыт происходил так: наблюдатель помещался перед барьером, отражающим звук, и произносил ряд последовательно чередующихся слогов, например, семь слогов.

Если наблюдатель, произносящий слоги и отмечающий время по качанию маятника, находился слишком далеко от отражающей поверхности, эхо приходило с запозданием: одной секунды было недостаточно для того, чтобы звук успел пройти расстояние до отражателя и обратно.

Если наблюдатель находился слишком близко, отраженные звуки смешивались с издаваемыми. Определялось такое положение, при котором начало эха воспринималось тотчас же после произнесения слогов. При этом скорость звука оказывалась численно равной удвоенному расстоянию наблюдателя от отражателя.

Другим методом выполнялись измерения в Миланской Академии наук. Звуковым сигналом служил пушечный выстрел. Наблюдатель находился на заранее известном расстоянии от места посылки сигнала. Отмечалось время вспышки выстрела и время прихода звука. Их разность равна времени распространения звука. Скорость звука находилась из отношения расстояния к этому времени. В результате измерений было получено значение скорости звука в воздухе, близкое к величине 330 м/сек при 0° Цельсия и атмосферном давлении.

Этими данными располагал Ньютон, который первый теоретически определил скорость распространения звука в газах. Однако числовые данные, полученные по формуле Ньютона, меньше экспериментальных процентов на двадцать.

Ньютон полагал, что процесс сжатия и расширения среды, который происходит при звуковом движении, совершается изотермически: температура при колебаниях плотности газа успевает выравниваться путем передачи тепла окружающей среде. Это предположение несправедливо для случая неограниченной газовой среды, поэтому расхождение с экспериментальными данными объясняется неполнотой теории.

Поскольку в твердых телах скорость звука весьма велика, общая величина скорости звука должна быть соответственно увеличена. Кроме того, Ньютон обратил внимание на то обстоятельство, что содержание в воздухе паров воды должно быть учтено при вычислении. В результате Ньютон получил величину скорости звука, совпадающую с экспериментальной величиной, найденной Миланской Академией наук, с точностью до одной тысячной процента!

Эти рассуждения ошибочны и совпадение результатов искусственно. Они содержат, однако, замечательные мысли о влиянии молекулярных свойств на скорость звука.

В 1816 г. выдающийся французский математик и физик Лаплас показал, что звуковой процесс совершается адиабатически: звуковые колебания протекают настолько быстро, что не происходит теплопередачи и температура не выравнивается, а тоже колеблется. Формула, полученная Лапласом, находится в согласии с точным опытом.

Однако где-то в области сверхнизких инфразвуков звуковые колебания в воздушной среде теряют адиабатический характер и становятся изотермическими.

Зависимость скорости звука от частоты называется дисперсией звука. В области низких инфразвуков (в диапазоне десятой или сотой доли герц) должна наблюдаться область низкочастотной дисперсии звука.