Hvordan påvirker vann lyd?

Vann påvirker lydbølgene på flere måter. For eksempel beveger de seg flere ganger raskere gjennom vann enn luft, og reiser lengre avstander. Men fordi det menneskelige øret utviklet seg til å høre i luft, har vann en tendens til å dempe lyder som ellers er klare i luften. Vann kan også "bøye" lyd og sende det på en sikksakksti i stedet for en rett linje.

Lyd beveger seg i form av bølger som skyldes vibrasjoner som kommer fra gjenstander. Hvis et objekt tilfeldigvis blir truffet eller beveger seg, skaper det en vibrasjon. Disse forstyrrelsene får også de omkringliggende molekylene i et medium - luft, væske eller fast stoff - til å vibrere. I sin tur mottar ørene skjelvene til disse forskjellige stoffene, som sender signaler til hjernen. Disse tolkes som "lyder."

Produksjonen av lyd er også den samme under vann. Når du treffer en gjenstand, begynner vibrasjoner fra objektet under vann å støte omgivende vannmolekyler. Det nedsenkede menneskelige øret hører ikke lyden like lett som over bakken. Det krever en høy frekvens eller et veldig høyt volum for det menneskelige øret å høre det.

Hastigheten på lydbølger avhenger av mediet som brukes, ikke av antall vibrasjoner. Lyd beveger seg raskere i faste stoffer og væsker, og langsommere i gasser. Lydhastigheten i rent vann er 1 498 meter per sekund, mot 343 meter per sekund i luft ved romtemperatur og trykk. Den kompakte molekylære ordningen av faste stoffer og den nærmere ordningen av molekyler i væsker gjør at disse molekylene reagerer raskere på forstyrrelsene i nabomolekylene enn i gasser.

Som i gasser er lydhastigheten under vann også avhengig av tetthet og temperatur. I gasser øker hastigheten til molekyler når temperaturen øker; som gasser, beveger lydbølger seg raskere når temperaturen øker. I motsetning til gasser har vann større tetthet på grunn av dets molekylære arrangement. Dermed vandrer lydbølger raskere under vann når bølgen støter gjennom - og vibrerer med flere molekyler.

Brekning er et komplekst fenomen, som involverer bøying av lydbølger når de øker og bremser når de reiser gjennom forskjellige medier. Dette blir ubemerket i hverdagen, men forskere anser denne egenskapen som viktig i havundersøkelser under vann. Lydhastigheten i havet varierer. Når havet blir dypere, synker temperaturen mens trykket øker. Lyd beveger seg raskere på lavere dybder enn på overflatenivå, uansett hvor stor temperaturforskjellen er på grunn av trykkforskjeller. Endringen i hastighet endrer bølgeretningen, noe som gjør det vanskelig å bestemme hvor lyden opprinnelig kom fra.

Saltinnhold kan også være en faktor for å bestemme lydens oppførsel. I sjøvann beveger lyd seg opptil 33 meter per sekund raskere enn i ferskvann. Saltinnhold påvirker lydhastigheten på overflaten, spesielt ved elvemunninger eller elvemunninger. Lyd beveger seg raskere i havet fordi det er flere molekyler - spesielt saltmolekyler - som bølger kan samhandle med, samt høyere overflatetemperaturer.