L'eau affecte les ondes sonores de plusieurs manières. Par exemple, ils se déplacent plusieurs fois plus vite dans l'eau que dans l'air et parcourent de plus longues distances. Cependant, comme l'oreille humaine a évolué pour entendre dans l'air, l'eau a tendance à étouffer les sons qui seraient autrement clairs dans l'air. L'eau peut également « plier » le son, l'envoyant sur un chemin en zigzag au lieu d'une ligne droite.
Ondes sonores et eau
Le son voyage sous forme d'ondes résultant des vibrations émanant des objets. Si, par hasard, un objet est heurté ou bouge, cela crée une vibration. Ces perturbations font également vibrer les molécules environnantes d'un milieu - air, liquide ou solide -. À leur tour, les oreilles reçoivent les tremblements de ces différentes substances, qui envoient des signaux au cerveau. Ceux-ci sont interprétés comme des « sons ».
La production du son est également la même sous l'eau. Lorsque vous frappez un objet, les vibrations de l'objet sous-marin commencent à heurter les molécules d'eau environnantes. L'oreille humaine immergée n'entend pas le son aussi facilement qu'au-dessus du sol. Il faut une fréquence élevée ou un volume très élevé pour que l'oreille humaine l'entende.
Vitesse du son
La vitesse des ondes sonores dépend du support utilisé et non du nombre de vibrations. Le son se propage plus rapidement dans les solides et les liquides, et plus lentement dans les gaz. La vitesse du son dans l'eau pure est de 1 498 mètres par seconde, contre 343 mètres par seconde dans l'air à température et pression ambiantes. L'arrangement moléculaire compact des solides et l'arrangement plus étroit des molécules dans les liquides font que ces molécules répondent plus rapidement aux perturbations des molécules voisines que dans les gaz.
Température et pression
Comme dans les gaz, la vitesse du son sous l'eau dépend également de la densité et de la température. Dans les gaz, la vitesse des molécules augmente chaque fois que la température augmente; comme les gaz, les ondes sonores se déplacent plus rapidement à mesure que la température augmente. Contrairement aux gaz, l'eau a une densité plus élevée en raison de son arrangement moléculaire. Ainsi, les ondes sonores se déplacent plus rapidement sous l'eau lorsque l'onde passe à travers - et vibre avec plus de molécules.
Réfraction du son
La réfraction est un phénomène complexe, impliquant la courbure des ondes sonores lorsqu'elles accélèrent et ralentissent lorsqu'elles traversent différents supports. Cela passe inaperçu dans la vie de tous les jours, pourtant les scientifiques considèrent cette propriété importante dans l'étude océanique sous-marine. La vitesse du son dans l'océan varie. Au fur et à mesure que l'océan s'approfondit, la température diminue tandis que la pression augmente. Le son se propage plus rapidement à des profondeurs inférieures qu'au niveau de la surface, quelle que soit l'importance de la différence de température, en raison des différences de pression. Le changement de vitesse change la direction des vagues, ce qui rend difficile de déterminer d'où vient le son à l'origine.
Son et salinité
La salinité peut également être un facteur déterminant le comportement du son. En eau de mer, le son se propage jusqu'à 33 mètres par seconde plus rapidement qu'en eau douce. La salinité affecte la vitesse du son à la surface, en particulier aux embouchures ou aux estuaires des rivières. Le son se déplace plus rapidement dans l'océan car il y a plus de molécules - en particulier des molécules de sel - avec lesquelles les vagues interagissent, ainsi que des températures de surface plus élevées.