น้ำมีผลต่อเสียงอย่างไร?

น้ำส่งผลต่อคลื่นเสียงได้หลายประการ ตัวอย่างเช่น พวกมันเคลื่อนที่ผ่านน้ำได้เร็วกว่าอากาศหลายเท่า และเดินทางในระยะทางไกลกว่า อย่างไรก็ตาม เนื่องจากหูของมนุษย์มีวิวัฒนาการให้ได้ยินในอากาศ น้ำจึงมักจะปิดเสียงที่ไม่ชัดเจนในอากาศ น้ำยังสามารถ "โค้ง" เสียง โดยส่งเสียงบนเส้นทางซิกแซกแทนที่จะเป็นเส้นตรง

เสียงเดินทางในรูปของคลื่นที่เกิดจากการสั่นสะเทือนที่เกิดจากวัตถุ หากโดยบังเอิญ วัตถุถูกกระแทกหรือเคลื่อนที่ ทำให้เกิดการสั่นสะเทือน การรบกวนเหล่านี้ยังทำให้โมเลกุลที่อยู่รอบ ๆ ของตัวกลาง - อากาศ ของเหลวหรือของแข็งสั่นสะเทือน ในทางกลับกัน หูได้รับแรงสั่นสะเทือนของสารต่าง ๆ เหล่านี้ซึ่งส่งสัญญาณไปยังสมอง สิ่งเหล่านี้ถูกตีความว่าเป็น "เสียง"

การผลิตเสียงใต้น้ำก็เช่นเดียวกัน เมื่อคุณกระแทกวัตถุ แรงสั่นสะเทือนจากวัตถุใต้น้ำจะเริ่มชนกับโมเลกุลของน้ำโดยรอบ หูของมนุษย์ที่จมอยู่ใต้น้ำไม่ได้ยินเสียงง่ายเหมือนเหนือพื้นดิน ต้องใช้ความถี่สูงหรือระดับเสียงที่ดังมากเพื่อให้หูของมนุษย์ได้ยิน

ความเร็วของคลื่นเสียงขึ้นอยู่กับตัวกลางที่ใช้ ไม่ใช่จำนวนการสั่นสะเทือน เสียงเดินทางเร็วขึ้นในของแข็งและของเหลว และช้าลงในก๊าซ ความเร็วของเสียงในน้ำบริสุทธิ์คือ 1,498 เมตรต่อวินาที เทียบกับ 343 เมตรต่อวินาทีในอากาศที่อุณหภูมิและความดันห้อง การจัดเรียงโมเลกุลขนาดกะทัดรัดของของแข็งและการจัดเรียงโมเลกุลในของเหลวอย่างใกล้ชิดทำให้โมเลกุลเหล่านี้ตอบสนองต่อการรบกวนของโมเลกุลที่อยู่ใกล้เคียงเร็วกว่าในก๊าซ

เช่นเดียวกับก๊าซ ความเร็วของเสียงใต้น้ำก็ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นและอุณหภูมิเช่นกัน ในก๊าซ ความเร็วของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้นเมื่อใดก็ตามที่อุณหภูมิเพิ่มขึ้น เช่นเดียวกับก๊าซ คลื่นเสียงเดินทางเร็วขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น น้ำมีความหนาแน่นมากกว่าเพราะว่าการจัดเรียงของโมเลกุลต่างจากก๊าซ ดังนั้นคลื่นเสียงจึงเดินทางใต้น้ำได้เร็วขึ้นเมื่อคลื่นกระแทกผ่าน -- และสั่นสะเทือนด้วยโมเลกุลมากขึ้น

การหักเหเป็นปรากฏการณ์ที่ซับซ้อน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการโก่งตัวของคลื่นเสียงเมื่อคลื่นเสียงเคลื่อนที่เร็วขึ้นและช้าลงเมื่อเดินทางผ่านตัวกลางต่างๆ สิ่งนี้ไม่มีใครสังเกตเห็นในชีวิตประจำวัน แต่นักวิทยาศาสตร์ถือว่าคุณสมบัตินี้มีความสำคัญในการศึกษามหาสมุทรใต้น้ำ ความเร็วของเสียงในมหาสมุทรแตกต่างกันไป เมื่อมหาสมุทรลึกขึ้น อุณหภูมิจะลดลงในขณะที่ความดันเพิ่มขึ้น เสียงเดินทางได้เร็วกว่าที่ระดับความลึกต่ำกว่าที่ระดับพื้นผิว ไม่ว่าอุณหภูมิจะแตกต่างกันมากเพียงใด เนื่องจากความแตกต่างของแรงดัน การเปลี่ยนแปลงความเร็วจะเปลี่ยนทิศทางของคลื่น ทำให้ยากต่อการพิจารณาว่าเสียงมาจากไหน

ความเค็มยังเป็นปัจจัยในการกำหนดพฤติกรรมของเสียง ในน้ำทะเล เสียงเดินทางได้เร็วกว่าในน้ำจืดถึง 33 เมตรต่อวินาที ความเค็มส่งผลต่อความเร็วของเสียงที่ผิวน้ำ โดยเฉพาะบริเวณปากแม่น้ำหรือปากแม่น้ำ เสียงเดินทางได้เร็วกว่าในมหาสมุทรเพราะมีโมเลกุลมากขึ้น โดยเฉพาะโมเลกุลของเกลือ เพื่อให้คลื่นโต้ตอบด้วย เช่นเดียวกับอุณหภูมิพื้นผิวที่สูงขึ้น