როგორ მოქმედებს წყალი ხმაზე?

წყალი გავლენას ახდენს ხმოვან ტალღებზე რამდენიმე გზით. მაგალითად, ისინი წყალში რამდენჯერმე უფრო სწრაფად მოძრაობენ, ვიდრე ჰაერში და უფრო დიდ მანძილებზე გადიან. ამასთან, იმის გამო, რომ ადამიანის ყური განვითარდა ჰაერში მოსასმენად, წყალი ისმენს ბგერებს, რომლებიც სხვაგვარად სუფთაა ჰაერში. წყალს ასევე შეუძლია "წარმართოს" ხმა, გაგზავნოს იგი ზიგზაგის ბილიკზე სწორი ხაზის ნაცვლად.

ხმა მოძრაობს ტალღების სახით, რაც გამოწვეულია ობიექტებიდან წამოსული ვიბრაციებით. თუ შემთხვევით მოხდა ობიექტის დარტყმა ან მოძრაობა, ეს ქმნის ვიბრაციას. ეს დარღვევები ასევე იწვევს გარემომცველი მოლეკულების - ჰაერის, თხევადი ან მყარი - ვიბრაციას. თავის მხრივ, ყურები იღებენ ამ სხვადასხვა ნივთიერებების კანკალს, რომლებიც ტვინს უგზავნიან სიგნალებს. ეს განიმარტება როგორც "ბგერები".

ხმის წარმოება ასევე იგივე წყალქვეშაა. ობიექტის დარტყმისას, წყალქვეშა ობიექტიდან ვიბრაცია იწყებს წყლის მოლეკულების გარშემო მობრუნებას. ჩაძირულ ადამიანის ყურს ისე ადვილად არ ესმის ხმა, როგორც მიწისზედა. ეს მოითხოვს მაღალ სიხშირეს ან მართლაც ხმამაღალ ხმას ადამიანის ყურის მოსასმენად.

ხმის ტალღების სიჩქარე დამოკიდებულია გამოყენებულ გარემოზე და არა ვიბრაციების რაოდენობაზე. ხმაური უფრო სწრაფად მოძრაობს მყარ ნივთიერებებში და სითხეებში, ხოლო გაზებში ნელა. სუფთა წყალში ხმის სიჩქარეა 1,498 მეტრი წამში, ხოლო ჰაერში ოთახის ტემპერატურაზე და წნევაზე 343 მეტრი წამში. მყარი კომპაქტური მოლეკულური განლაგება და სითხეებში მოლეკულების უფრო მჭიდრო განლაგება ამ მოლეკულებს უფრო სწრაფად რეაგირებს მეზობელი მოლეკულების დარღვევებზე, ვიდრე გაზებში.

როგორც გაზებში, წყალქვეშა ხმის სიჩქარე ასევე დამოკიდებულია სიმკვრივეზე და ტემპერატურაზე. გაზებში, მოლეკულების სიჩქარე იზრდება, როდესაც ტემპერატურა იზრდება; გაზების მსგავსად, ხმის ტალღები უფრო სწრაფად მოძრაობენ, ტემპერატურის მატებასთან ერთად. გაზებისგან განსხვავებით, წყალს უფრო დიდი სიმკვრივე აქვს მოლეკულური წყობის გამო. ამრიგად, ბგერითი ტალღები წყალქვეშ უფრო სწრაფად მოძრაობენ, რადგან ტალღა იჭრება - და ვიბრირებს უფრო მეტ მოლეკულთან ერთად.

რეფრაქცია არის რთული ფენომენი, რომელიც მოიცავს ბგერითი ტალღების მოხრას, რადგან ისინი დაჩქარდებიან და შენელდებიან სხვადასხვა საშუალებით მოგზაურობისას. ეს ყოველდღიურ ცხოვრებაში შეუმჩნეველი რჩება, თუმცა მეცნიერები ამ თვისებას მნიშვნელოვნად თვლიან წყალქვეშა ოკეანეების შესწავლის დროს. ოკეანეში ხმის სიჩქარე იცვლება. ოკეანე ღრმავდება, ტემპერატურა მცირდება, ხოლო წნევა იზრდება. ხმა უფრო სწრაფად მოძრაობს ქვედა სიღრმეებზე, ვიდრე ზედაპირის დონეზე, რაც არ უნდა მნიშვნელოვანი იყოს ტემპერატურის სხვაობა, წნევის სხვაობის გამო. სიჩქარის ცვლილება ცვლის ტალღების მიმართულებას, რაც ართულებს იმის დადგენას, თუ საიდან წარმოიშვა ხმა.

მარილიანობა ასევე შეიძლება გახდეს ბგერის ქცევის განსაზღვრის ფაქტორი. ზღვის წყალში ხმა უფრო სწრაფად გადის წამში 33 მეტრამდე, ვიდრე მტკნარ წყალში. მარილიანობა გავლენას ახდენს ზედაპირზე ხმის სიჩქარეზე, განსაკუთრებით მდინარის პირასა და ესტუარში. ხმა ოკეანეში უფრო სწრაფად მოძრაობს, რადგან ტალღების ურთიერთქმედებისათვის უფრო მეტია მოლეკულები - კერძოდ მარილის მოლეკულები, ასევე ზედაპირის უფრო მაღალი ტემპერატურა.