Hvordan påvirker vand lyd?

Vand påvirker lydbølger på flere måder. For eksempel bevæger de sig flere gange hurtigere gennem vand end luft og rejser længere afstande. Men fordi det menneskelige øre udviklede sig til at høre i luft, har vand en tendens til at dæmpe lyde, der ellers er klare i luften. Vand kan også "bøje" lyd og sende det på en zigzag-sti i stedet for en lige linje.

Lyd bevæger sig i form af bølger, der skyldes vibrationer, der stammer fra genstande. Hvis et objekt tilfældigt rammes eller bevæger sig, skaber det en vibration. Disse forstyrrelser får også de omgivende molekyler i et medium - luft, væske eller fast stof - til at vibrere. Til gengæld modtager ørerne rystelser fra disse forskellige stoffer, som sender signaler til hjernen. Disse fortolkes som “lyde”.

Produktionen af ​​lyd er også den samme under vandet. Når du rammer et objekt, begynder vibrationer fra det undersøiske objekt at bumpe omgivende vandmolekyler. Det nedsænkede menneskelige øre hører ikke lyden så let som over jorden. Det kræver en høj frekvens eller en virkelig høj lydstyrke for det menneskelige øre at høre det.

Lydbølgens hastighed afhænger af det anvendte medium og ikke af antallet af vibrationer. Lyd bevæger sig hurtigere i faste stoffer og væsker og langsommere i gasser. Lydens hastighed i rent vand er 1.498 meter i sekundet sammenlignet med 343 meter i sekundet i luft ved stuetemperatur og tryk. Det kompakte molekylære arrangement af faste stoffer og det tættere arrangement af molekyler i væsker får disse molekyler til at reagere hurtigere på forstyrrelser i nabomolekyler end i gasser.

Som i gasser afhænger lydhastigheden under vand også af tæthed og temperatur. I gasser øges hastigheden af ​​molekyler, når temperaturen stiger; som gasser bevæger lydbølger sig hurtigere, når temperaturen stiger. I modsætning til gasser har vand en større tæthed på grund af dets molekylære arrangement. Lydbølger bevæger sig således hurtigere under vandet, når bølgen støder igennem - og vibrerer med flere molekyler.

Brydning er et komplekst fænomen, der involverer bøjning af lydbølger, når de fremskynder og bremser, når de rejser gennem forskellige medier. Dette går ubemærket hen i hverdagen, men forskere betragter denne egenskab som vigtig i undersøiske oceaniske undersøgelser. Lydens hastighed i havet varierer. Når havet bliver dybere, falder temperaturen, mens trykket stiger. Lyd bevæger sig hurtigere på lavere dybder end på overfladeniveau, uanset hvor stor forskellen i temperatur er på grund af trykforskelle. Ændringen i hastighed ændrer retning af bølgerne, hvilket gør det svært at bestemme, hvor lyden oprindeligt kom fra.

Saltholdighed kan også være en faktor til bestemmelse af lydens opførsel. I havvand bevæger lyden sig op til 33 meter i sekundet hurtigere end i ferskvand. Saltholdighed påvirker lydhastigheden ved overfladen, især ved flodmundinger eller flodmundinger. Lyd bevæger sig hurtigere i havet, fordi der er flere molekyler - specifikt saltmolekyler - for bølger at interagere med såvel som højere overfladetemperaturer.