Вода влияет на звуковые волны несколькими способами. Например, они движутся в воде в несколько раз быстрее, чем в воздухе, и преодолевают большие расстояния. Однако, поскольку человеческое ухо эволюционировало, чтобы слышать в воздухе, вода имеет тенденцию заглушать звуки, которые в остальном чистые в воздухе. Вода также может «искривлять» звук, отправляя его по зигзагообразной траектории, а не по прямой.
Звуковые волны и вода
Звук распространяется в виде волн, возникающих в результате вибраций, исходящих от предметов. Если случайно объект ударяется или движется, он создает вибрацию. Эти возмущения также вызывают колебания окружающих молекул среды - воздуха, жидкости или твердого тела. В свою очередь, уши воспринимают тремор этих различных веществ, которые посылают сигналы в мозг. Они интерпретируются как «звуки».
То же самое и под водой. Когда вы ударяете по объекту, подводный объект начинает сотрясать окружающие молекулы воды. Человеческое ухо, погруженное в воду, не слышит звук так же легко, как над землей. Для человеческого уха требуется высокая частота или действительно громкий звук.
Скорость звука
Скорость звуковых волн зависит от используемой среды, а не от количества колебаний. Звук распространяется быстрее в твердых телах и жидкостях и медленнее в газах. Скорость звука в чистой воде составляет 1498 метров в секунду по сравнению с 343 метрами в секунду в воздухе при комнатной температуре и давлении. Компактное молекулярное расположение твердых тел и более близкое расположение молекул в жидкостях заставляет эти молекулы быстрее реагировать на возмущения соседних молекул, чем в газах.
Температура и давление
Как и в случае с газами, скорость звука под водой также зависит от плотности и температуры. В газах скорость молекул увеличивается при повышении температуры; подобно газам, звуковые волны распространяются быстрее при повышении температуры. В отличие от газов вода имеет большую плотность из-за своего молекулярного расположения. Таким образом, звуковые волны под водой распространяются быстрее, поскольку волна проходит сквозь них и вибрирует с большим количеством молекул.
Преломление звука
Преломление - это сложное явление, включающее изгиб звуковых волн, когда они ускоряются и замедляются при перемещении в различных средах. В повседневной жизни это остается незамеченным, но ученые считают это свойство важным при изучении подводного океана. Скорость звука в океане разная. По мере того, как океан становится глубже, температура понижается, а давление увеличивается. На более низких глубинах звук распространяется быстрее, чем на уровне поверхности, независимо от того, насколько велика разница в температуре из-за разницы давлений. Изменение скорости изменяет направление волн, что затрудняет определение источника звука.
Звук и соленость
Соленость также может быть фактором, определяющим поведение звука. В морской воде звук распространяется на 33 метра в секунду быстрее, чем в пресной. Соленость влияет на скорость звука на поверхности, особенно в устьях рек или устьях рек. Звук в океане распространяется быстрее, потому что существует большее количество молекул, в частности молекул соли, с которыми взаимодействуют волны, а также более высокая температура поверхности.