Širenje i čujnost zvuka u vodi. Zvuk u različitim okruženjima - Hipermarket znanja Gdje se zvučni valovi najbrže šire

.

Zvuk putuje pet puta brže u vodi nego u vazduhu. Prosječna brzina je 1400 - 1500 m/s (brzina širenja zvuka u zraku je 340 m/s). Čini se da se i čujnost u vodi poboljšava. U stvari, ovo je daleko od slučaja. Uostalom, jačina zvuka ne ovisi o brzini širenja, već o amplitudi zvučnih vibracija i sposobnosti percepcije slušnih organa. U pužnici unutrašnjeg uha nalazi se Cortijev organ koji se sastoji od slušnih ćelija. Zvučni talasi vibriraju bubnu opnu, slušne koščice i membranu Cortijevog organa. Iz ćelija vlasi potonjeg, percipirajući zvučne vibracije, nervno uzbuđenje odlazi u slušni centar, koji se nalazi u temporalnom režnju mozga.

Zvučni val može ući u unutrašnje uho osobe na dva načina: zračnom provodljivošću kroz vanjski slušni kanal, bubnu opnu i slušne koščice srednjeg uha i koštanom provodljivošću - vibracijom kostiju lubanje. Na površini prevladava zračna provodljivost, a pod vodom koštana. To potvrđuje jednostavno iskustvo. Pokrijte oba uha dlanovima. Na površini, čujnost će se naglo pogoršati, ali to se ne opaža pod vodom.

Dakle, podvodni zvukovi se percipiraju uglavnom koštanom provodljivošću. Teoretski, to se objašnjava činjenicom da se akustička otpornost vode približava akustičnoj otpornosti ljudskih tkiva. Zbog toga je gubitak energije pri prelasku zvučnih talasa iz vode u kosti ljudske glave manji nego u vazduhu. Provodljivost zraka pod vodom gotovo nestaje, jer je vanjski slušni kanal ispunjen vodom, a mali sloj zraka u blizini bubne opne slabo prenosi zvučne vibracije.

Eksperimentima je utvrđeno da je koštana provodljivost 40% manja od provodljivosti zraka. Stoga se čujnost pod vodom općenito pogoršava. Opseg čujnosti s koštanom provodljivošću zvuka ne ovisi toliko o jačini koliko o tonu: što je ton viši, to se zvuk dalje čuje.

Podvodni svijet za osobu je svijet tišine, u kojem nema stranih zvukova. Stoga se najjednostavniji zvučni signali mogu percipirati pod vodom na značajnim udaljenostima. Osoba čuje udarac u metalni kanister uronjen u vodu na udaljenosti od 150-200 m, zvuk zvečke na 100 m, zvono na 60 m.

Zvukovi koji se stvaraju pod vodom obično su nečujni na površini, kao što se zvukovi izvana ne čuju pod vodom. Da biste osjetili podvodne zvukove, morate barem djelomično zaroniti. Ako uđete u vodu do koljena, počinjete opažati zvuk koji se prije niste čuli. Kako ronite, jačina se povećava. Posebno se dobro čuje pri uranjanju glave.

Za davanje zvučnih signala s površine potrebno je izvor zvuka spustiti u vodu barem na pola, a jačina zvuka će se promijeniti. Orijentacija pod vodom po sluhu je izuzetno teška. U vazduhu, zvuk dolazi u jedno uho 0,00003 sekunde ranije nego u drugo. To vam omogućava da odredite lokaciju izvora zvuka s greškom od samo 1-3 °. Pod vodom, zvuk se istovremeno percipira oba uha i stoga nema jasne percepcije usmjerene. Greška orijentacije je 180°.

U posebno postavljenom eksperimentu samo individualni ronioci nakon dugih lutanja i. pretrage su išle do lokacije izvora zvuka, koja je bila udaljena od njih 100-150 m. Uočeno je da dugotrajna sistematska obuka omogućava da se razvije sposobnost prilično preciznog navigacije zvukom pod vodom. Međutim, čim obuka prestane, njeni rezultati se poništavaju.

U vodi se zvuk apsorbira stotine puta manje nego u zraku. Ipak, čujnost u vodenom okruženju je mnogo lošija nego u atmosferi. To se objašnjava posebnostima ljudske percepcije zvuka. U zraku se zvuk percipira na dva načina: prijenosom zračnih vibracija na bubne opne (zračna provodljivost) i takozvanom koštanom provodljivošću, kada se zvučne vibracije percipiraju i prenose na slušni aparat preko kostiju lubanje.

Ovisno o vrsti ronilačke opreme, ronilac percipira zvuk u vodi s prevlašću zračne ili koštane provodljivosti. Prisutnost trodimenzionalne kacige ispunjene zrakom omogućava vam da percipirate zvuk provođenjem zraka. Međutim, značajan gubitak zvučne energije je neizbježan kao rezultat refleksije zvuka od površine kacige.

Kod spuštanja bez opreme ili u opremi sa uskom kacigom, prevladava koštana provodljivost.

Karakteristika percepcije zvuka pod vodom je i gubitak sposobnosti određivanja smjera prema izvoru zvuka. To je zbog činjenice da su ljudski slušni organi prilagođeni brzini širenja zvuka u zraku i određuju smjer prema izvoru zvuka zbog razlike u vremenu dolaska zvučnog signala i relativnog nivoa zvučnog pritiska koji percipira svako uho. Zahvaljujući uređaju ušne školjke, osoba u zraku može odrediti gdje se nalazi izvor zvuka - ispred ili iza, čak i jednim uhom. U vodi stvari stoje drugačije. Brzina širenja zvuka u vodi je 4,5 puta veća nego u vazduhu. Stoga, razlika u vremenu prijema zvučnog signala od strane svakog uha postaje toliko mala da postaje gotovo nemoguće odrediti smjer prema izvoru zvuka.

Prilikom korištenja tvrde kacige kao dijela opreme, mogućnost određivanja smjera prema izvoru zvuka općenito je isključena.

Biološki efekti gasova na ljudski organizam

Pitanje biološkog dejstva gasova nije slučajno pokrenuto i zbog činjenice da se procesi razmene gasova tokom ljudskog disanja u normalnim uslovima i takozvanim hiperbaričnim (tj. pod visokim pritiskom) značajno razlikuju.

Poznato je da običan atmosferski vazduh koji udišemo nije pogodan za disanje pilota u letovima na velikim visinama. Takođe nalazi ograničenu upotrebu za disanje ronilaca. Prilikom spuštanja na dubine veće od 60 m zamjenjuje se posebnim plinskim mješavinama.

Razmotrite glavna svojstva plinova, koje, kako u čistom obliku, tako iu mješavinama s drugima, ronioci koriste za disanje.

Po svom sastavu vazduh je mešavina raznih gasova. Glavne komponente vazduha su: kiseonik - 20,9%, azot - 78,1%, ugljen dioksid - 0,03%. Pored toga, male količine u vazduhu sadrže: argon, vodonik, helijum, neon, kao i vodenu paru.

Gasovi koji čine atmosferu mogu se podijeliti u tri grupe prema njihovom dejstvu na ljudski organizam: kiseonik – stalno se troši za „održavanje svih životnih procesa; azot, helijum, argon itd. – ne učestvuju u razmeni gasova; ugljični dioksid – u povećanoj koncentraciji je štetan za organizam.

Kiseonik(O2) je bezbojni gas bez ukusa i mirisa sa gustinom od 1,43 kg/m3. Od velike je važnosti za osobu kao učesnika u svim oksidativnim procesima u organizmu. U procesu disanja, kiseonik u plućima se kombinuje sa hemoglobinom u krvi i prenosi se po celom telu, gde ga ćelije i tkiva neprekidno troše. Prekid u opskrbi ili čak smanjenje njegove opskrbe tkiva uzrokuje gladovanje kisikom, praćeno gubitkom svijesti, au teškim slučajevima i prekidom života. Ovo stanje može nastati kada sadržaj kiseonika u udahnutom vazduhu pri normalnom pritisku padne ispod 18,5%. S druge strane, s povećanjem sadržaja kisika u udahnutoj smjesi ili pri disanju pod pritiskom, iznad dozvoljenog, kisik pokazuje toksična svojstva - dolazi do trovanja kisikom.

Nitrogen(N) - gas bez boje, mirisa i ukusa gustine 1,25 kg/m3, po zapremini i masi je glavni deo atmosferskog vazduha. U normalnim uslovima, fiziološki je neutralan, ne učestvuje u metabolizmu. Međutim, kako pritisak raste s dubinom ronjenja, dušik prestaje biti neutralan i na dubinama od 60 metara ili više pokazuje izražena narkotička svojstva.

Ugljen-dioksid(CO2) je bezbojni gas kiselog ukusa. 1,5 puta je teži od vazduha (gustina 1,98 kg/m3), pa se može akumulirati u donjim delovima zatvorenih i slabo provetrenih prostorija.

Ugljični dioksid nastaje u tkivima kao krajnji proizvod oksidativnih procesa. Određena količina ovog plina uvijek je prisutna u organizmu i učestvuje u regulaciji disanja, a višak se krvlju prenosi u pluća i uklanja izdahnutim zrakom. Količina ugljičnog dioksida koju čovjek emituje uglavnom zavisi od stepena fizičke aktivnosti i funkcionalnog stanja organizma. Učestalim, dubokim disanjem (hiperventilacija), sadržaj ugljičnog dioksida u tijelu se smanjuje, što može dovesti do zastoja disanja (apneje) pa čak i gubitka svijesti. S druge strane, povećanje njegovog sadržaja u respiratornoj smjesi više od dozvoljenog dovodi do trovanja.

Od ostalih gasova koji sačinjavaju vazduh, najveću upotrebu su dobili ronioci helijum(Ne). To je inertan gas, bez mirisa i ukusa. Posjedujući malu gustoću (oko 0,18 kg/m3) i znatno manju sposobnost izazivanja narkotičkih efekata pri visokim pritiscima, široko se koristi kao zamjena za dušik za pripremu umjetnih respiratornih mješavina pri spuštanju na velike dubine.

Međutim, upotreba helijuma u sastavu respiratornih smjesa dovodi do drugih nepoželjnih pojava. Njegova visoka toplotna provodljivost i, posljedično, povećan prijenos topline tijela zahtijevaju povećanu toplinsku zaštitu ili aktivno grijanje ronilaca.

Zračni pritisak. Poznato je da atmosfera oko nas ima masu i vrši pritisak na površinu zemlje i sve objekte na njoj. Atmosferski pritisak izmjeren na nivou mora balansira se u cijevima presjeka G cm2 sa stubom žive visine 760 mm ili vode visine 10,33 m. Ako se ova živa ili voda izvaže, njihova masa će biti 1,033 kg. To znači da je „normalni atmosferski pritisak jednak 1,033 kgf/cm2, što je u SI sistemu ekvivalentno 103,3 kPa*. (* U sistemu SI jedinica pritiska je paskal (Pa). Ako je potrebna konverzija, Koriste se omjeri: 1 kgf / cm1 = 105 Pa = 102 kPa = \u003d * 0,1 MPa.).

Međutim, u praksi ronilačkih proračuna, nezgodno je koristiti takve točne mjerne jedinice. Stoga se jedinica tlaka uzima kao tlak brojčano jednak 1 kgf / cm2, koji se naziva tehnička atmosfera (at). Jedna tehnička atmosfera odgovara pritisku od 10 m vodenog stupca.

Vazduh se lako kompresuje kada se pritisak poveća, smanjujući zapreminu proporcionalno pritisku. Pritisak komprimovanog vazduha se meri pomoću manometara koji pokazuju nadpritisak , odnosno pritisak iznad atmosferskog. Jedinica nadpritiska se označava kao ati. Zove se zbroj viška pritiska i atmosferskog pritiska apsolutni pritisak(ata).

U normalnim zemaljskim uslovima, vazduh sa svih strana ravnomerno pritiska na osobu. S obzirom da je površina ljudskog tijela u prosjeku 1,7-1,8 m2, sila vazdušnog pritiska koja pada na nju je 17-18 hiljada kgf (17-18 tf). Međutim, osoba ne osjeća ovaj pritisak, jer je njegovo tijelo 70% sastavljeno od praktično nestišljivih tekućina, a u unutrašnjim šupljinama - plućima, srednjem uhu itd. - balansira se protivpritiskom zraka koji se tamo nalazi i komunicira. sa atmosferom.

Kada je uronjena u vodu, osoba je izložena viškom pritiska iz stuba vode iznad sebe, koji se povećava za 1 ati svakih 10 m. Promene pritiska mogu izazvati bol i kompresiju, da bi sprečio ronilac mora da dovede vazduh za disanje pod pritiskom. jednak apsolutnom pritisku okoline.

Budući da ronioci imaju posla sa komprimiranim zrakom ili mješavinama plina, prikladno je podsjetiti se na osnovne zakone kojih se pridržavaju i dati neke formule potrebne za praktične proračune.

Vazduh, kao i drugi pravi gasovi i mešavine gasova, uz određenu aproksimaciju, poštuje fizičke zakone koji apsolutno važe za idealne gasove.

RONILAČKA OPREMA

Ronilačka oprema je skup uređaja i proizvoda koje ronilac nosi kako bi osigurao život i rad u vodenoj sredini u određenom vremenskom periodu.

Oprema za ronjenje je primjerena namjeni ako može pružiti:

disanje osobe kada obavlja posao pod vodom;

izolacija i toplinska zaštita od izlaganja hladnoj vodi;

dovoljna pokretljivost i stabilan položaj pod vodom;

sigurnost prilikom potapanja, izlaska na površinu iu procesu rada;

siguran spoj na površinu.

Ovisno o zadacima koji se rješavaju, ronilačka oprema se dijeli na:

po dubini upotrebe - za opremu za male (srednje) dubine i duboko more;

prema načinu obezbjeđivanja mješavine respiratornih plinova - za autonomne i crijevne;

prema načinu termičke zaštite - za opremu sa pasivnom termičkom zaštitom, grijanu na struju i vodu;

prema načinu izolacije - za opremu sa vodonepropusnim i plinootpornim odijelima tipa "suhi" i propusnim "mokrim" tipom.

Najpotpuniju ideju o funkcionalnim značajkama rada ronilačke opreme daje njena klasifikacija prema načinu održavanja sastava plinske mješavine potrebne za disanje. Ovde se izdvaja oprema:

ventilirano;

sa otvorenom šemom disanja;

sa polu-zatvorenim obrascem disanja;

sa zatvorenim disanjem.

Na velikim udaljenostima, zvučna energija se širi samo duž blagih zraka, koji ne dodiruju dno okeana do kraja. U ovom slučaju, ograničenje koje medij nameće opsegu širenja zvuka je njegova apsorpcija u morskoj vodi. Glavni mehanizam apsorpcije povezan je s procesima relaksacije koji prate narušavanje termodinamičke ravnoteže između iona i molekula soli otopljenih u vodi akustičnim valom. Treba napomenuti da glavnu ulogu u apsorpciji u širokom rasponu zvučnih frekvencija ima magnezijeva sulfidna sol MgSO4, iako je njen postotak u morskoj vodi prilično mali - skoro 10 puta manji od, na primjer, kamene soli NaCl, koja ipak ne igra značajnu ulogu u apsorpciji zvuka.

Apsorpcija u morskoj vodi, općenito govoreći, veća je što je frekvencija zvuka veća. Na frekvencijama od 3-5 do najmanje 100 kHz, gdje dominira gornji mehanizam, apsorpcija je proporcionalna frekvenciji na snagu od oko 3/2. Na nižim frekvencijama aktivira se novi mehanizam apsorpcije (moguće zbog prisustva soli bora u vodi), što postaje posebno uočljivo u rasponu od stotina herca; ovdje je nivo apsorpcije nenormalno visok i opada mnogo sporije sa smanjenjem frekvencije.

Da bismo jasnije zamislili kvantitativne karakteristike apsorpcije u morskoj vodi, napominjemo da je zbog ovog efekta zvuk frekvencije od 100 Hz prigušen za faktor 10 na putu od 10 hiljada km, a s frekvencijom od 10 kHz - na udaljenosti od samo 10 km (slika 2). Tako se samo niskofrekventni zvučni valovi mogu koristiti za dalekosežne podvodne komunikacije, za dalekometnu detekciju podvodnih prepreka i slično.

Slika 2 – Udaljenosti na kojima se zvukovi različitih frekvencija slabe 10 puta kada se šire u morskoj vodi.

U području čujnih zvukova za frekvencijski raspon od 20-2000 Hz, raspon širenja zvukova srednjeg intenziteta pod vodom doseže 15-20 km, au području ultrazvuka - 3-5 km.

Na osnovu vrijednosti prigušenja zvuka uočenih u laboratorijskim uvjetima u malim količinama vode, očekivali bi se mnogo veći rasponi. Međutim, u prirodnim uslovima, osim prigušenja zbog svojstava same vode (tzv. viskozno prigušenje), utiče i njeno raspršivanje i apsorpcija raznim nehomogenostima medija.

Prelamanje zvuka, odnosno zakrivljenost putanje zvučnog snopa, uzrokovano je heterogenošću svojstava vode, uglavnom duž vertikale, zbog tri glavna razloga: promjena hidrostatskog tlaka s dubinom, promjena saliniteta i promjene temperature zbog neravnomjernog zagrijavanja vodene mase sunčevim zracima. Kao rezultat kombinovanog delovanja ovih uzroka, brzina širenja zvuka, koja iznosi oko 1450 m/s za slatku vodu i oko 1500 m/s za morsku vodu, menja se sa dubinom, a zakon promene zavisi od godišnjeg doba. , doba dana, dubina akumulacije i niz drugih razloga. Zvučni zraci koji napuštaju izvor pod nekim uglom prema horizontu su savijeni, a smjer krivine ovisi o raspodjeli brzina zvuka u mediju. Ljeti, kada su gornji slojevi topliji od donjih, zraci se savijaju i uglavnom se odbijaju od dna, gubeći značajan dio svoje energije. Naprotiv, zimi, kada donji slojevi vode održavaju svoju temperaturu, dok se gornji slojevi hlade, zraci se savijaju prema gore i višestruko se odbijaju od površine vode, pri čemu se gubi mnogo manje energije. Zbog toga je zimi udaljenost širenja zvuka veća nego ljeti. Zbog prelamanja, tzv. mrtve zone, odnosno područja koja se nalaze u blizini izvora u kojima nema čujnosti.

Prisustvo refrakcije, međutim, može dovesti do povećanja opsega širenja zvuka - fenomena ultradugog širenja zvukova pod vodom. Na nekoj dubini ispod površine vode postoji sloj u kojem se zvuk širi najmanjom brzinom; iznad ove dubine, brzina zvuka raste zbog povećanja temperature, a ispod ove, zbog povećanja hidrostatskog pritiska sa dubinom. Ovaj sloj je vrsta podvodnog zvučnog kanala. Snop koji je odstupio od ose kanala nagore ili nadole, zbog prelamanja, uvek teži da se vrati u njega. Ako se izvor zvuka i prijemnik stave u ovaj sloj, tada se čak i zvukovi srednjeg intenziteta (na primjer, eksplozije malih punjenja od 1-2 kg) mogu snimiti na udaljenostima od stotina i hiljada kilometara. Značajno povećanje opsega širenja zvuka u prisustvu podvodnog zvučnog kanala može se uočiti kada se izvor zvuka i prijemnik ne nalaze nužno blizu ose kanala, već, na primjer, blizu površine. U tom slučaju, zraci, prelamajući se prema dolje, ulaze u duboke slojeve, gdje odstupaju prema gore i ponovo izlaze na površinu na udaljenosti od nekoliko desetina kilometara od izvora. Nadalje, ponavlja se obrazac širenja zraka, a kao rezultat toga, niz tzv. sekundarno osvijetljene zone, koje se obično prate na udaljenosti od nekoliko stotina km.

Na širenje visokofrekventnih zvukova, posebno ultrazvuka, kada su talasne dužine veoma male, utiču male nehomogenosti koje se obično nalaze u prirodnim rezervoarima: mikroorganizmi, mjehurići plina itd. Ove nehomogenosti djeluju na dva načina: apsorbiraju i rasipaju energiju zvučnih valova. Kao rezultat toga, s povećanjem frekvencije zvučnih vibracija, opseg njihovog širenja se smanjuje. Ovaj efekat je posebno uočljiv u površinskom sloju vode, gde ima najviše nehomogenosti. Rasipanje zvuka nehomogenostima, kao i nepravilnostima na površini vode i dnu, uzrokuje pojavu podvodne reverberacije koja prati slanje zvučnog pulsa: zvučni valovi, odbijajući se od kombinacije nehomogenosti i spajanja, daju zatezanje zvučni puls, koji se nastavlja nakon njegovog završetka, sličan reverberaciji uočenoj u zatvorenim prostorima. Podvodna reverberacija je prilično značajna interferencija za brojne praktične primjene hidroakustike, posebno za sonar.

Granice raspona širenja podvodnih zvukova također su ograničene tzv. vlastite buke mora, koje imaju dvostruko porijeklo. Dio buke nastaje od udara valova na površinu vode, od daska, od buke kotrljanja kamenčića itd. Drugi dio se odnosi na morsku faunu; ovo uključuje zvukove koje proizvode ribe i druge morske životinje.

Zvuk je jedna od komponenti našeg života, a čovjek ga čuje svuda. Da bismo detaljnije razmotrili ovaj fenomen, prvo moramo razumjeti sam koncept. Da biste to učinili, trebate se obratiti enciklopediji, gdje je napisano da je "zvuk elastični valovi koji se šire u bilo kojem elastičnom mediju i stvaraju mehaničke vibracije u njemu." Jednostavnije rečeno, to su zvučne vibracije u bilo kojem mediju. Glavne karakteristike zvuka zavise od toga o čemu se radi. Prije svega, brzina širenja, na primjer, u vodi se razlikuje od drugog medija.

Svaki analog zvuka ima određena svojstva (fizičke karakteristike) i kvalitete (odraz ovih osobina u ljudskim senzacijama). Na primjer, trajanje-trajanje, frekvencija-visina, kompozicija-timbar i tako dalje.

Brzina zvuka u vodi je mnogo veća nego, recimo, u vazduhu. Stoga se brže širi i čuje se mnogo dalje. To se događa zbog visoke molekularne gustine vodenog medija. 800 puta je gušći od zraka i čelika. Iz toga slijedi da širenje zvuka u velikoj mjeri ovisi o mediju. Pogledajmo konkretne brojke. Dakle, brzina zvuka u vodi je 1430 m/s, u vazduhu - 331,5 m/s.

Zvuk niske frekvencije, poput buke koju proizvodi brodski motor, uvijek se čuje malo prije nego što brod uđe u vidno polje. Njegova brzina ovisi o nekoliko stvari. Ako temperatura vode raste, onda prirodno raste i brzina zvuka u vodi. Isto se dešava sa povećanjem saliniteta vode i pritiska, koji se povećava sa povećanjem dubine vodenog prostora. Takav fenomen kao što su termički klinovi može imati posebnu ulogu na brzinu. To su mjesta gdje se susreću slojevi vode različitih temperatura.

I na takvim mjestima je drugačije (zbog razlike u temperaturnim uslovima). A kada zvučni valovi prođu kroz takve slojeve različite gustine, oni gube većinu svoje snage. Suočen sa termoklinom, zvučni val se djelimično, a ponekad i potpuno reflektuje (stepen refleksije zavisi od ugla pod kojim zvuk pada), nakon čega na drugoj strani ovog mesta nastaje zona senke. Ako uzmemo u obzir primjer kada se izvor zvuka nalazi u vodenom prostoru iznad termokline, tada će biti gotovo nemoguće čuti nešto niže.

Koje se objavljuju iznad površine, nikada se ne čuju u samoj vodi. I obrnuto se dešava kada je ispod sloja vode: ne zvuči iznad njega. Upečatljiv primjer za to su moderni ronioci. Sluh im je jako smanjen zbog činjenice da voda utiče i velika brzina zvuka u vodi smanjuje kvalitetu određivanja smjera iz kojeg se kreće. Ovo otupljuje stereofonsku sposobnost percepcije zvuka.

Pod slojem vode, u ljudsko uho najviše ulaze kroz kosti lobanje glave, a ne, kao u atmosferi, kroz bubne opne. Rezultat ovog procesa je njegova percepcija istovremeno od strane oba uha. Ljudski mozak u ovom trenutku nije u stanju da razlikuje mjesta odakle signali dolaze i kojim intenzitetom. Rezultat je pojava svijesti da se zvuk, takoreći, kotrlja sa svih strana u isto vrijeme, iako je to daleko od slučaja.

Pored navedenog, zvučni valovi u vodenom prostoru imaju kvalitete kao što su apsorpcija, divergencija i rasipanje. Prvi je kada jačina zvuka u slanoj vodi postepeno nestaje zbog trenja vodene sredine i soli u njoj. Divergencija se manifestuje u uklanjanju zvuka od njegovog izvora. Čini se da se rastvara u prostoru poput svjetlosti, a kao rezultat toga, njegov intenzitet značajno opada. A fluktuacije potpuno nestaju zbog raspršivanja na svim vrstama prepreka, nehomogenosti medija.

Prenos zvuka

Nemojte misliti da se zvuk prenosi samo kroz vazduh. Može proći kroz druge supstance - gasovite, tečne, čak i čvrste. Zvuk putuje više od četiri puta brže u vodi nego u vazduhu.

Ako sumnjate da se zvuk može prenijeti kroz vodu, pitajte radnike koji su bili u podvodnim građevinama: oni će potvrditi da se obalni zvukovi jasno čuju pod vodom.

A od ribara ćete saznati da se ribe razbacuju na najmanji sumnjivi šum na obali.

Naučnici su prije 200 godina izmjerili tačno koliko brzo zvuk putuje pod vodom. To je učinjeno na jednom od švajcarskih jezera - u Ženevi. Dva fizičara ušla su u čamce i rastali se tri kilometra jedan od drugog. Sa boka jednog čamca ispod vode je visilo zvono u koje se moglo udarati čekićem sa dugom drškom. Ova ručka je bila povezana sa uređajem za paljenje baruta u malom minobacaču postavljenom na pramcu čamca: u isto vrijeme kada je zvono udareno, barut se rasplamsao, a blistav bljesak je bio vidljiv daleko uokolo. Mogao se vidjeti ovaj bljesak, naravno, i fizičar koji je sjedio u drugom čamcu i slušao zvuk zvona u cijevi spuštenoj pod vodu. Po kašnjenju zvuka u poređenju sa bljeskom, utvrđeno je koliko sekundi je zvuk prolazio kroz vodu od jednog broda do drugog. Ovakvim eksperimentima utvrđeno je da zvuk putuje oko 1440 m u sekundi u vodi.

Tvrdi elastični materijali, poput livenog gvožđa, drveta, kostiju, prenose zvuk još bolje i brže. Prislonite uvo na kraj dugačke drvene grede ili balvana i zamolite prijatelja da udari štapom u suprotni kraj, čut ćete grmljavi zvuk udara koji se prenosi cijelom dužinom grede. Ako je okolina dovoljno tiha i ne smetaju strani zvukovi, onda je čak moguće čuti i otkucavanje sata pričvršćenog na suprotnom kraju kroz šank. Zvuk se također dobro prenosi kroz željezne šine ili grede, kroz cijevi od lijevanog željeza, kroz tlo. Prislonivši uho na zemlju, možete čuti topot konjskih stopa mnogo prije nego što se probije kroz zrak; a iz tako udaljenih pušaka tako se čuju zvuci topovskih pucnji čija tutnjava uopšte ne dopire kroz vazduh. Elastični čvrsti materijali tako dobro prenose zvuk; meka tkiva, labavi, neelastični materijali vrlo slabo prenose zvuk kroz sebe - "apsorbiraju" ga. Zato kače debele zavjese na vrata ako žele spriječiti da zvuk dopire do susjedne sobe. Tepisi, tapacirani namještaj, haljina na sličan način utiču na zvuk.

Ovaj tekst je uvodni dio. Iz knjige Najnovija knjiga činjenica. Tom 3 [Fizika, hemija i tehnologija. Istorija i arheologija. razno] autor Kondrašov Anatolij Pavlovič

Iz knjige Fizika na svakom koraku autor Perelman Jakov Isidorovič

Brzina zvuka Jeste li ikada gledali drvosječu kako seče drvo iz daljine? Ili ste možda gledali stolara kako radi u daljini i zabija eksere? Možda ste ovdje primijetili vrlo čudnu stvar: udarac se ne čuje kada sjekira udari u drvo ili

Iz knjige Pokret. Toplota autor Kitaygorodsky Aleksandar Isaakovič

Jačina zvuka Kako zvuk slabi s rastojanjem? Fizičar će vam reći da zvuk slabi "obrnuto kvadratu udaljenosti". To znači sljedeće: da bi se zvuk zvona na trostrukoj udaljenosti čuo jednako glasno kao na jednoj udaljenosti, potrebno je istovremeno

Iz knjige Nikole Tesle. PREDAVANJA. ČLANCI. od Tesla Nikole

Brzina zvuka Ne plašite se grmljavine nakon što bljesne munja. Sigurno ste čuli za to. I zašto? Činjenica je da svjetlost putuje neuporedivo brže od zvuka, gotovo trenutno. Grmljavina i munja se javljaju u istom trenutku, ali vidimo munje unutra

Iz knjige Za mlade fizičare [Iskustva i zabava] autor Perelman Jakov Isidorovič

Timbar zvuka Vidjeli ste kako je gitara uštimana - žica se navlači na klinove. Ako se odabere dužina žice i stepen napetosti, tada će žica emitovati, ako se dodirne, vrlo specifičan ton. Ako, međutim, slušate zvuk žice dodirujući je na raznim mjestima -

Iz knjige Šta svetlost govori autor Suvorov Sergej Georgijevič

Zvučna energija Sve čestice zraka koje okružuju tijelo koje sondira su u stanju oscilacije. Kao što smo saznali u poglavlju V, materijalna tačka koja osciluje po sinusnom zakonu ima određenu i nepromenjenu ukupnu energiju.Kada oscilujuća tačka prođe poziciju

Iz knjige Kako razumjeti složene zakone fizike. 100 jednostavnih i zabavnih iskustava za djecu i njihove roditelje autor Dmitriev Aleksandar Stanislavovič

Prigušenje zvuka sa rastojanjem Od instrumenta za sondiranje, zvučni talas se širi, naravno, u svim pravcima.Pocrtajmo mentalno dve sfere različitih radijusa u blizini izvora zvuka. Naravno, zvučna energija koja prolazi kroz prvu sferu proći će i kroz drugu sfernu

Iz knjige Interstellar: nauka iza kulisa autor Thorn Kip Steven

Refleksija zvuka U ovom odeljku ćemo pretpostaviti da je dužina zvučnog talasa dovoljno mala i da se, stoga, zvuk širi duž zraka. Šta se događa kada takav zvučni snop padne iz zraka na čvrstu površinu? Jasno je da u ovom slučaju postoji refleksija

Iz autorove knjige

OTKRIĆE NEOČEKIVANIH SVOJSTVA ATMOSFERE - ČUDNI EKSPERIMENTI - PRENOS ELEKTRIČNE ENERGIJE NA JEDNU ŽICU BEZ POVRATA - PRENOS KROZ ZEMLJU BEZ ŽICA UOPŠTE je taj što sam došao do drugog od ovih razloga za prenos električne energije

Iz autorove knjige

PRENOS ELEKTRIČNE ENERGIJE BEZ ŽICA* Krajem 1898. godine, sistematska istraživanja, koja su vođena dugi niz godina radi poboljšanja načina prenosa električne energije kroz prirodnu sredinu, dovela su me do razumevanja tri važne potrebe; Prvo -

Iz autorove knjige

Iz autorove knjige

Prenos zvuka preko radio generatora cijevi, čija je shema prikazana na sl. 24 generiše radio emisije sa nepromenjenim parametrima. Napravimo mu mali dodatak: na krug koji dovodi napon na mrežu elektronske lampe, spojit ćemo ga putem indukcije

Iz autorove knjige

48 Prenos energije kroz materiju Za eksperiment nam je potrebno: desetak novčića za rublju. Već smo se susreli sa različitim talasima. Evo još jednog starog eksperimenta koji izgleda prilično smiješno i pokazuje kako val prolazi kroz predmet. Uzmimo sitnicu - novčiće, na primjer

Iz autorove knjige

30. Prenošenje poruka u prošlost Skup pravila za gledaoca Prije nego što je Christopher Nolan režirao Interstellar i preradio scenario, njegov brat Jonah mi je rekao o skupu pravila. Da zadržim naučnofantastični film na pravom putu

Iz autorove knjige

Poglavlje 30 Poruke prošlosti Kako moderni fizičari zamišljaju putovanje u prošlost u četiri prostorno-vremenske dimenzije bez gomile, pogledajte posljednje poglavlje Crne rupe i nabori vremena [Thorn 2009], poglavlja

Iz autorove knjige

Poglavlje 30 Slanje poruka u prošlost U velikoj meri, kao iu našem braneu, pozicije u prostor-vremenu gde se poruke mogu slati i bilo šta pomerati su ograničene zakonom da ništa ne može putovati brže od svetlosti. Istražiti