水はいくつかの方法で音波に影響を与えます。 たとえば、水の中を空気よりも数倍速く移動し、長距離を移動します。 しかし、人間の耳は空気中で聞こえるように進化したため、水は空気中では澄んだ音を消音する傾向があります。 水は音を「曲げる」こともでき、直線ではなくジグザグの経路で音を送ります。
音波と水
音は、物体から発せられる振動から生じる波の形で伝わります。 万が一、物体にぶつかったり動いたりすると、振動が発生します。 これらの擾乱はまた、媒体の周囲の分子(空気、液体、または固体)を振動させます。 次に、耳はこれらのさまざまな物質の震えを受け取り、脳に信号を送ります。 これらは「音」として解釈されます。
音の生成も水中で同じです。 物体にぶつかると、水中の物体からの振動が周囲の水分子にぶつかり始めます。 水没した人間の耳は、地上ほど簡単には音が聞こえません。 人間の耳がそれを聞くには、高周波または非常に大きな音量が必要です。
音速
音波の速度は、振動の数ではなく、使用する媒体に依存します。 音は、固体と液体では速く伝わり、気体では遅く伝わります。 純水中の音速は毎秒1,498メートルですが、室温および常圧の空気では毎秒343メートルです。 固体のコンパクトな分子配列と液体中の分子のより緊密な配列により、これらの分子は気体よりも隣接する分子の外乱に迅速に反応します。
温度と圧力
ガスの場合と同様に、水中での音速も密度と温度に依存します。 気体では、温度が上がると分子の速度が上がります。 ガスのように、音波は温度が上がるにつれてより速く伝わります。 気体とは異なり、水は分子配列のために密度が高くなります。 したがって、音波は、波がぶつかるにつれて水中をより速く伝わり、より多くの分子で振動します。
音の屈折
屈折は複雑な現象であり、さまざまな媒体を通過するときに音波が加速および減速するときに音波が曲がることを伴います。 これは日常生活では見過ごされていますが、科学者はこの特性が水中海洋研究において重要であると考えています。 海の音速はさまざまです。 海が深くなると、気温は下がり、圧力は上がります。 音は、圧力差のために温度差がどれほど大きくても、表面レベルよりも浅い深さで速く伝わります。 速度の変化は波の方向を変えるので、音が元々どこから来たのかを判断するのが難しくなります。
音と塩分
塩分も音の振る舞いを決定する要因になり得ます。 海水では、音は淡水よりも毎秒最大33メートル速く伝わります。 塩分は、特に河口や河口で、水面の音速に影響を与えます。 波が相互作用する分子、特に塩分子が多く、表面温度が高いため、音は海をより速く伝わります。