איך מים משפיעים על צלילים?

מים משפיעים על גלי קול בכמה דרכים. לדוגמא, הם נעים כמה פעמים מהר יותר במים מאשר באוויר, ונוסעים למרחקים ארוכים יותר. עם זאת, מכיוון שהאוזן האנושית התפתחה לשמיעה באוויר, מים נוטים לעמעם צלילים שאחרת צלולים באוויר. מים יכולים גם "לכופף" צליל, לשלוח אותו בשביל זיגזג במקום קו ישר.

צליל נע בצורה של גלים הנובעים מרטט הבוקע מאובייקטים. אם, במקרה, אובייקט נפגע או נע, הוא יוצר רטט. הפרעות אלה גורמות גם למולקולות הסובבות של מדיום - אוויר, נוזל או מוצק - לרטוט. בתורם, האוזניים מקבלות את רעידות החומרים השונים הללו, השולחות אותות למוח. אלה מתפרשים כ"צלילים ".

גם הפקת הצליל זהה מתחת למים. כשאתה פוגע באובייקט, תנודות מהאובייקט התת ימי מתחילות להיתקל במולקולות מים סביב. האוזן האנושית השקועה לא שומעת את הצליל באותה קלות כמו מעל פני האדמה. זה דורש תדירות גבוהה או עוצמת קול ממש חזקה כדי שהאוזן האנושית תשמע את זה.

מהירות גלי הקול תלויה במדיום בו משתמשים, ולא במספר הרטט. הצליל נע מהר יותר במוצקים ובנוזלים, ובאטים יותר בגזים. מהירות הקול במים טהורים היא 1,498 מטר לשנייה, לעומת 343 מטר לשנייה באוויר בטמפרטורת החדר והלחץ. הסידור המולקולרי הקומפקטי של מוצקים והסידור ההדוק יותר של מולקולות בנוזלים גורמים למולקולות אלו להגיב מהר יותר להפרעות של מולקולות שכנות מאשר בגזים.

כמו בגזים, מהירות הקול מתחת למים תלויה גם בצפיפות ובטמפרטורה. בגזים, מהירות המולקולות עולה בכל פעם שהטמפרטורה עולה; כמו גזים, גלי הקול נעים מהר יותר ככל שהטמפרטורה עולה. בניגוד לגזים, למים יש צפיפות רבה יותר בגלל הסידור המולקולרי שלהם. לפיכך, גלי קול נעים מהר יותר מתחת למים כאשר הגל מתנפץ - ורוטט עם יותר מולקולות.

שבירה היא תופעה מורכבת, הכרוכה בכיפוף גלי קול כשהם מואצים ומאטים בעת נסיעה במדיומים שונים. זה לא מתגלה בחיי היומיום, אולם מדענים רואים במאפיין זה חשיבות במחקר אוקיאני מתחת למים. מהירות הקול באוקיאנוס משתנה. ככל שהאוקיאנוס מתעמק, הטמפרטורה יורדת בזמן שהלחץ עולה. הצליל נע מהר יותר בעומקים נמוכים יותר מאשר ברמת פני השטח, ולא משנה כמה ההבדל בטמפרטורה גדול, בגלל הפרשי לחץ. שינוי המהירות משנה את כיוון הגלים, ומקשה על קביעת מקור הצליל במקור.

מליחות יכולה גם להיות גורם בקביעת התנהגות הצליל. במי ים הקול עובר עד 33 מטר לשנייה מהר יותר מאשר במים מתוקים. מליחות משפיעה על מהירות הקול על פני השטח, במיוחד בפתחי הנהר או בשפכי הנהרות. הצליל עובר מהר יותר באוקיאנוס מכיוון שיש יותר מולקולות - ספציפית מולקולות מלח - שגלים יכולים לתקשר איתן, כמו גם טמפרטורות פני שטח גבוהות יותר.