Hangterjedés és hallhatóság vízben. Hangok különböző környezetekben – Knowledge Hipermarket Ahol a hanghullámok a leggyorsabban terjednek
.A hang ötször gyorsabban terjed a vízben, mint a levegőben. Az átlagos sebesség 1400-1500 m / s (a hang terjedési sebessége levegőben 340 m / s). Úgy tűnik, hogy a vízben a hallhatóság is javul. Valójában ez messze nem így van. Hiszen a hang erőssége nem a terjedési sebességtől, hanem a hangrezgések amplitúdójától és a hallószervek észlelőképességétől függ. A belső fül cochleájában a Corti szerve található, amely hallósejtekből áll. A hanghullámok vibrálják a dobhártyát, a hallócsontokat és a Corti-szerv membránját. Ez utóbbiak szőrsejtjéből a hangrezgéseket észlelve idegi gerjesztés az agy temporális lebenyében található hallóközpontba kerül.
A hanghullám kétféleképpen juthat be az ember belső fülébe: levegővezetéssel a külső hallójáraton, a dobhártyán és a középfül hallócsontjain keresztül, valamint csontvezetésen keresztül - a koponya csontjainak rezgésével. A felszínen a légvezetés, a víz alatt pedig a csontvezetés dominál. Ezt egy egyszerű tapasztalat is megerősíti. Fedje le mindkét fülét a tenyerével. A felszínen a hallhatóság erősen romlik, de ez nem figyelhető meg víz alatt.
Tehát a víz alatti hangokat főként csontvezetéssel érzékelik. Elméletileg ez azzal magyarázható, hogy a víz akusztikai ellenállása megközelíti az emberi szövetek akusztikai ellenállását. Ezért az energiaveszteség a hanghullámok vízből az emberi fej csontjaiba való átmenete során kisebb, mint a levegőben. A víz alatti légvezetés szinte megszűnik, mivel a külső hallójárat megtelik vízzel, és a dobhártya közelében lévő kis levegőréteg gyengén továbbítja a hangrezgéseket.
A kísérletek kimutatták, hogy a csontvezetés 40%-kal alacsonyabb, mint a légvezetés. Ezért a víz alatti hallhatóság általában romlik. A hallhatóság tartománya csontos hangvezetés mellett nem annyira az erősségtől, mint inkább a hangszíntől függ: minél magasabb a hangszín, annál messzebbre hallható a hang.
A víz alatti világ az ember számára a csend világa, ahol nincsenek idegen zajok. Ezért a legegyszerűbb hangjelzések a víz alatt jelentős távolságból érzékelhetők. Az ember ütést hall egy vízbe merített fémdobozra 150-200 m távolságból, csörgő hangot 100 m-ről, harangot 60 m-ről.
A víz alatti hangok általában nem hallhatók a felszínen, ahogy a kívülről jövő hangok sem hallhatók a víz alatt. A víz alatti hangok érzékeléséhez legalább részben merülnie kell. Ha térdig belépsz a vízbe, olyan hangot kezdesz érzékelni, amit még nem hallottál. Merülés közben a hangerő növekszik. Különösen jól hallható a fej bemerítésekor.
Ahhoz, hogy hangjelzéseket adjunk a felszínről, a hangforrást legalább a felére le kell engedni a vízbe, és a hangerő megváltozik. A fül alatti tájékozódás rendkívül nehézkes. A levegőben a hang az egyik fülbe 0,00003 másodperccel korábban érkezik, mint a másikba. Ez lehetővé teszi a hangforrás helyének meghatározását mindössze 1-3 ° hibával. Víz alatt a hangot mindkét fül egyszerre érzékeli, ezért nincs tiszta, irányított érzékelés. A tájolási hiba 180°.
Egy speciálisan beállított kísérletben csak egyéni könnyűbúvárok hosszú vándorlás után ill. a keresések a hangforrás helyére mentek, amely tőlük 100-150 m-re volt.. Megállapították, hogy a szisztematikus képzés hosszú ideig lehetővé teszi a víz alatti hang alapján történő meglehetősen pontos navigáció képességének fejlesztését. Azonban amint az edzés leáll, az eredményei semmissé válnak.
A vízben több százszor kevesebb hang nyelődik el, mint a levegőben. Ennek ellenére a hallhatóság a vízi környezetben sokkal rosszabb, mint a légkörben. Ezt az emberi hangérzékelés sajátosságai magyarázzák. A levegőben a hangot kétféleképpen érzékeljük: a légrezgéseknek a dobhártyára való átvitelével (légvezetés) és az úgynevezett csontvezetéssel, amikor a hangrezgéseket a koponya csontjai érzékelik és továbbítják a hallókészülékhez.
A búvárfelszerelés típusától függően a búvár vízben érzékeli a hangot, amelyben a levegő vagy a csont vezetése túlsúlyban van. A levegővel töltött háromdimenziós sisak jelenléte lehetővé teszi a hangok légvezetéssel történő érzékelését. A hangenergia jelentős vesztesége azonban elkerülhetetlen a sisak felületéről való visszaverődés következtében.
Felszerelés nélkül vagy szorosan illeszkedő sisakkal rendelkező felszerelésben a csontvezetés dominál.
A víz alatti hangérzékelés egyik jellemzője a hangforrás irányának meghatározásának képességének elvesztése is. Ennek oka az a tény, hogy az emberi hallószervek alkalmazkodnak a hang levegőben terjedési sebességéhez, és a hangjelzés érkezési idejének és a hangok által érzékelt relatív hangnyomásszint különbsége miatt határozzák meg a hangforrás irányát. minden fül. A fülkagyló eszközének köszönhetően a levegőben tartózkodó személy akár egy fülével is képes meghatározni, hol található a hangforrás - elöl vagy hátul. A vízben minden más. A hang terjedési sebessége a vízben 4,5-szer nagyobb, mint a levegőben. Emiatt az egyes fülek hangjelzésének vételi idejének különbsége olyan kicsivé válik, hogy szinte lehetetlenné válik a hangforrás irányának meghatározása.
Ha kemény sisakot használ a felszerelés részeként, a hangforrás irányának meghatározásának lehetősége általában kizárt.
A gázok biológiai hatásai az emberi szervezetre
A gázok biológiai hatásának kérdése nem véletlenül vetődött fel, és abból adódik, hogy a gázcsere folyamatai az emberi légzés során normál körülmények között és az ún.
Köztudott, hogy az általunk belélegzett közönséges légköri levegő alkalmatlan a pilóták légzésére a magasban repülés közben. Korlátozottan használható búvárok légzésére is. Ha 60 m-nél nagyobb mélységbe süllyed, speciális gázkeverékek váltják fel.
Tekintsük a gázok fő tulajdonságait, amelyeket tiszta formában és másokkal keverve is használnak a búvárok légzésére.
Összetételében a levegő különféle gázok keveréke. A levegő fő összetevői: oxigén - 20,9%, nitrogén - 78,1%, szén-dioxid - 0,03%. Ezenkívül a levegőben kis mennyiségben tartalmaz: argont, hidrogént, héliumot, neont, valamint vízgőzt.
A légkört alkotó gázok az emberi szervezetre gyakorolt hatásuk szerint három csoportba sorolhatók: oxigén - folyamatosan fogyasztják "minden életfolyamat fenntartásához; nitrogén, hélium, argon stb. - nem vesznek részt a gázcserében; szén-dioxid – fokozott koncentrációban káros a szervezetre.
Oxigén(O2) színtelen, íz- és szagtalan gáz, sűrűsége 1,43 kg/m3. Nagyon fontos az ember számára, mint a szervezet minden oxidatív folyamatának résztvevője. A légzés során a tüdőben lévő oxigén a vér hemoglobinjával egyesül, és az egész szervezetben elszállítja, ahol a sejtek és szövetek folyamatosan fogyasztják. A szövetek ellátásának megszakadása, vagy akár annak csökkenése eszméletvesztéssel, súlyos esetben életmegszakítással járó oxigénéhezést okoz. Ez az állapot akkor fordulhat elő, ha a belélegzett levegő oxigéntartalma normál nyomáson 18,5% alá csökken. Másrészt a belélegzett keverék oxigéntartalmának növekedésével vagy nyomás alatti, a megengedettnél nagyobb légzéssel az oxigén toxikus tulajdonságokat mutat - oxigénmérgezés történik.
Nitrogén(N) - színtelen, szagtalan és íztelen gáz, sűrűsége 1,25 kg/m3, a légköri levegő fő része térfogatban és tömegben. Normál körülmények között fiziológiailag semleges, nem vesz részt az anyagcserében. Azonban, ahogy a nyomás a búvár merülési mélységével növekszik, a nitrogén megszűnik semleges lenni, és 60 méteres vagy annál nagyobb mélységben kifejezett narkotikus tulajdonságokat mutat.
Szén-dioxid(CO2) savanyú ízű színtelen gáz. 1,5-szer nehezebb a levegőnél (sűrűsége 1,98 kg / m3), ezért felhalmozódhat a zárt és rosszul szellőző helyiségek alsó részeiben.
A szén-dioxid az oxidatív folyamatok végtermékeként képződik a szövetekben. Ennek a gáznak bizonyos mennyisége mindig jelen van a szervezetben, és részt vesz a légzés szabályozásában, a felesleget pedig a vér szállítja a tüdőbe és a kilélegzett levegővel távolítja el. Az ember által kibocsátott szén-dioxid mennyisége elsősorban a fizikai aktivitás mértékétől és a szervezet funkcionális állapotától függ. Gyakori, mély légzés (hiperventiláció) esetén a szervezet szén-dioxid-tartalma csökken, ami légzésleálláshoz (apnoéhoz) és akár eszméletvesztéshez is vezethet. Másrészt, ha a légúti keverékben a megengedettnél nagyobb mértékben növekszik a tartalom, mérgezéshez vezet.
A levegőt alkotó egyéb gázok közül a búvárok körében a legnagyobb felhasználást sikerült elérni hélium(Nem). Inert gáz, szagtalan és íztelen. Alacsony sűrűsége (kb. 0,18 kg/m3) és nagy nyomáson lényegesen kisebb kábító hatást kiváltó képessége miatt széles körben alkalmazzák nitrogénpótlóként mesterséges légúti keverékek készítéséhez nagy mélységbe süllyedéskor.
A hélium légúti keverékek összetételében történő alkalmazása azonban más nemkívánatos jelenségekhez vezet. Magas hővezető képessége és ennek következtében megnövekedett testhőátadása fokozott hővédelmet vagy a búvárok aktív melegítését igényli.
Levegő nyomás. Köztudott, hogy a minket körülvevő légkör tömeges, és nyomást gyakorol a föld felszínére és minden rajta lévő tárgyra. A tengerszinten mért légköri nyomást G cm2 keresztmetszetű csövekben 760 mm magas higanyoszlop vagy 10,33 m magas víz kiegyenlíti, ha ezt a higanyt vagy vizet lemérjük, tömegük 1,033 kg lesz. Ez azt jelenti, hogy "a normál légköri nyomás 1,033 kgf / cm2, ami az SI rendszerben 103,3 kPa-nak felel meg *. (* Az SI rendszerben a nyomás mértékegysége pascal (Pa). Ha az átalakítás szükséges, akkor a arányokat használnak: 1 kgf / cm1 \u003d 105 Pa \u003d 102 kPa \u003d \u003d * 0,1 MPa.).
A búvárszámítások gyakorlatában azonban kényelmetlen ilyen pontos mértékegységeket használni. Ezért a nyomás mértékegységét 1 kgf / cm2-rel számszerűen egyenlő nyomásnak tekintjük, amelyet technikai atmoszférának (at) nevezünk. Egy műszaki atmoszféra 10 m vízoszlop nyomásának felel meg.
A levegő könnyen összenyomódik, ha a nyomás emelkedik, így a térfogat a nyomással arányosan csökken. A sűrített levegő nyomását nyomásmérőkkel mérik, amelyek mutatják túlnyomás , azaz légköri nyomás feletti nyomás. A túlnyomás mértékegységét ati-vel jelöljük. A túlnyomás és a légköri nyomás összegét ún abszolút nyomás(ata).
Normál földi körülmények között a levegő minden oldalról egyenletesen nyomja az embert. Tekintettel arra, hogy az emberi test felülete átlagosan 1,7-1,8 m2, a ráeső légnyomás ereje 17-18 ezer kgf (17-18 tf). Ezt a nyomást azonban az ember nem érzi, hiszen teste 70%-ban gyakorlatilag összenyomhatatlan folyadékokból áll, és a belső üregekben - tüdőben, középfülben stb. - az ott lévő és kommunikáló levegő ellennyomása egyensúlyozza ki. a légkörrel.
Vízbe merülve az embert a felette lévő vízoszlop túlnyomásának teszi ki, amely 10 m-enként 1 ati-val növekszik. A nyomásváltozások fájdalmat és kompressziót okozhatnak, aminek elkerülése érdekében a búvárnak nyomás alatt kell levegőt adnia. egyenlő az abszolút nyomású környezettel.
Mivel a búvároknak sűrített levegővel vagy gázkeverékekkel kell megküzdeniük, célszerű felidézni az általuk betartott alaptörvényeket, és megadni a gyakorlati számításokhoz szükséges képleteket.
A levegő, mint más valódi gázok és gázkeverékek, bizonyos közelítéssel betartja azokat a fizikai törvényeket, amelyek abszolút érvényesek az ideális gázokra.
BÚVÁRFELSZERELÉS
A búvárfelszerelés olyan eszközök és termékek összessége, amelyeket a búvár visel annak érdekében, hogy adott ideig életet és munkát biztosítson a vízi környezetben.
A búvárfelszerelés akkor felel meg a célnak, ha képes:
egy személy légzése, amikor víz alatt dolgozik;
szigetelés és hővédelem a hideg vízzel szemben;
elegendő mobilitás és stabil helyzet a víz alatt;
biztonság a merítés, a felszínre való kilépés és a munkafolyamat során;
biztonságos csatlakozás a felülethez.
A megoldandó feladatoktól függően a búvárfelszerelés a következőkre oszlik:
felhasználási mélység szerint - sekély (közepes) és mélytengeri berendezésekhez;
a légzési gázkeverék biztosításának módja szerint - autonóm és tömlőhöz;
hővédelem módszere szerint - passzív hővédelemmel ellátott berendezésekhez, elektromosan és vízmelegítéssel;
az elkülönítési módszer szerint - "száraz" típusú és vízáteresztő "nedves" típusú víz- és gázzáró búvárruhákkal ellátott felszerelésekhez.
A búvárfelszerelés működésének funkcionális jellemzőiről a legteljesebb elképzelést a légzéshez szükséges gázkeverék összetételének fenntartásának módszere szerinti besorolás adja. A berendezéseket itt különböztetjük meg:
szellőztetett;
nyitott légzési rendszerrel;
félig zárt légzési mintával;
zárt légzéssel.
Nagy távolságokon a hangenergia csak finom sugarak mentén terjed, amelyek nem érintik végig az óceán fenekét. Ebben az esetben a közeg által a hangterjedési tartományra vonatkozó korlát a tengervízben való elnyelése. Az abszorpció fő mechanizmusa olyan relaxációs folyamatokhoz kapcsolódik, amelyek az akusztikus hullám által a vízben oldott ionok és sók molekulái közötti termodinamikai egyensúly megsértésével járnak. Meg kell jegyezni, hogy a hangelnyelésben a hangfrekvenciák széles tartományában a főszerep a MgSO4 magnézium-szulfid sóé, bár százalékos aránya a tengervízben meglehetősen kicsi - csaknem 10-szer kevesebb, mint például a NaCl kősóé, amely ennek ellenére nem játszik jelentős szerepet a hangelnyelésben.
Általánosságban elmondható, hogy a tengervízben való elnyelés annál nagyobb, minél magasabb a hang frekvenciája. A 3-5 kHz-től legalább 100 kHz-ig terjedő frekvenciákon, ahol a fenti mechanizmus dominál, az abszorpció körülbelül 3/2-ig arányos a frekvenciával. Alacsonyabb frekvenciákon új abszorpciós mechanizmus aktiválódik (valószínűleg a bórsók vízben való jelenléte miatt), ami különösen a több száz hertzes tartományban válik észrevehetővé; itt az abszorpciós szint rendellenesen magas és a gyakoriság csökkenésével sokkal lassabban csökken.
A tengervízben való abszorpció mennyiségi jellemzőinek pontosabb elképzeléséhez megjegyezzük, hogy ennek a hatásnak köszönhetően a 100 Hz frekvenciájú hang 10 ezer km-es úton, 10 kHz-es frekvenciával 10-szeresére csillapodik. - mindössze 10 km távolságra (2. ábra). Így csak az alacsony frekvenciájú hanghullámok használhatók nagy hatótávolságú víz alatti kommunikációra, víz alatti akadályok nagy hatótávolságú észlelésére és hasonlókra.
2. ábra - Azok a távolságok, amelyeknél a különböző frekvenciájú hangok 10-szeresére csillapodnak, amikor tengervízben terjednek.
A hallható hangok tartományában a 20-2000 Hz frekvenciatartományban a közepes intenzitású hangok víz alatti terjedési tartománya eléri a 15-20 km-t, az ultrahang területén pedig a 3-5 km-t.
A laboratóriumi körülmények között kis vízmennyiségben megfigyelt hangcsillapítási értékek alapján sokkal nagyobb tartományokra számíthatunk. Természetes körülmények között azonban a víz sajátosságaiból adódó csillapításon (ún. viszkózus csillapításon) túl a szóródása és a közeg különböző inhomogenitásai általi elnyelése is hatással van.
A hangtörést, vagyis a hangsugár útjának görbületét a víz tulajdonságainak heterogenitása okozza, elsősorban a függőleges mentén, három fő ok miatt: a hidrosztatikus nyomás változása a mélységgel, a sótartalom változása, ill. hőmérsékletváltozások a víztömegnek a napsugarak általi egyenetlen melegítése miatt. Ezen okok együttes hatásának eredményeként a hangterjedés sebessége, amely édesvíznél kb. 1450 m/s, tengervíznél kb. 1500 m/s, a mélységgel változik, a változás törvénye pedig évszaktól függ. , a napszak, a tározó mélysége és számos egyéb ok. A forrást a horizonthoz képest valamilyen szögben elhagyó hangsugarak meghajlanak, a hajlítás iránya a hangsebesség közegbeli eloszlásától függ. Nyáron, amikor a felső rétegek melegebbek, mint az alsók, a sugarak lehajlanak, és többnyire alulról verődnek vissza, energiájuk jelentős részét elveszítve. Éppen ellenkezőleg, télen, amikor a víz alsó rétegei fenntartják a hőmérsékletüket, míg a felső rétegek lehűlnek, a sugarak felfelé hajlanak, és többszörös visszaverődésen mennek keresztül a víz felszínéről, ami alatt sokkal kevesebb energia vész el. Ezért télen a hangterjedési távolság nagyobb, mint nyáron. A fénytörés miatt ún. holt zónák, azaz a forrás közelében található területek, ahol nincs hallhatóság.
A fénytörés jelenléte azonban a hangterjedési tartomány növekedéséhez vezethet – ez a jelenség a hangok ultrahosszú terjedésének a víz alatt. A víz felszíne alatt bizonyos mélységben van egy réteg, amelyben a hang a legkisebb sebességgel terjed; e mélység felett a hangsebesség a hőmérséklet emelkedése, alatta pedig a mélységgel a hidrosztatikai nyomás növekedése miatt nő. Ez a réteg egyfajta víz alatti hangcsatorna. A csatorna tengelyétől felfelé vagy lefelé, a törés következtében eltért nyaláb mindig hajlamos visszakerülni abba. Ha ebbe a rétegbe hangforrást és vevőt helyeznek el, akkor akár közepes intenzitású hangok (például 1-2 kg-os kis töltetek robbanásai) is rögzíthetők száz és ezer kilométeres távolságban. A hangterjedési tartomány jelentős növekedése víz alatti hangcsatorna jelenlétében figyelhető meg, ha a hangforrás és a vevő nem feltétlenül a csatorna tengelye közelében, hanem például a felszín közelében található. Ebben az esetben a sugarak lefelé törve a mélyrétegekbe jutnak, ahol felfelé térnek el, és a forrástól több tíz kilométeres távolságban ismét kijönnek a felszínre. Továbbá a sugarak terjedési mintája megismétlődik, és ennek eredményeként egy sorozat ún. másodlagos megvilágított zónák, amelyek általában több száz km-es távolságra vannak nyomon követve.
A magas frekvenciájú hangok, különösen az ultrahangok terjedését, amikor a hullámhossz nagyon kicsi, kis inhomogenitások befolyásolják, amelyek általában a természetes tározókban találhatók: mikroorganizmusok, gázbuborékok stb. Ezek az inhomogenitások kétféleképpen hatnak: elnyelik és szétszórják a hanghullámok energiáját. Ennek eredményeként a hangrezgések frekvenciájának növekedésével terjedésük tartománya csökken. Ez a hatás különösen észrevehető a víz felszíni rétegében, ahol a legtöbb inhomogenitás van. A hang inhomogenitások, valamint a vízfelszín és a fenék egyenetlenségei miatti szórása a víz alatti visszhang jelenségét idézi elő, amely a hangimpulzus küldését kíséri: az inhomogenitás és az összeolvadás kombinációjából visszaverődő hanghullámok szigorítást adnak. a hangimpulzus, amely a vége után is folytatódik, hasonlóan a zárt térben megfigyelhető visszhanghoz. A víz alatti reverberáció meglehetősen jelentős interferencia a hidroakusztika számos gyakorlati alkalmazásában, különösen a szonároknál.
A víz alatti hangok terjedési tartományának határait az ún. a tenger saját zajai, amelyek kettős eredetűek. A zaj egy része a hullámok vízfelületre való becsapódásából, a szörfözésből, a gördülő kavicsok zajából stb. A másik rész a tengeri faunához kapcsolódik; ide tartoznak a halak és más tengeri állatok által keltett hangok is.
A hang életünk egyik összetevője, és az ember mindenhol hallja. Ahhoz, hogy ezt a jelenséget részletesebben megvizsgálhassuk, először magát a fogalmat kell megértenünk. Ehhez hivatkozni kell az enciklopédiára, ahol azt írják, hogy "a hang rugalmas hullámok, amelyek bármilyen rugalmas közegben terjednek, és mechanikai rezgéseket keltenek benne". Egyszerűbben fogalmazva, ezek bármilyen közegben hallható rezgések. A hang főbb jellemzői attól függnek, hogy mi az. Először is, a terjedési sebesség, például vízben, eltér egy másik közegtől.
Bármely hanganalógnak vannak bizonyos tulajdonságai (fizikai jellemzők) és tulajdonságai (e tulajdonságok tükröződése az emberi érzésekben). Például időtartam-időtartam, frekvencia-hangmagasság, kompozíció-hangszín stb.
A hangsebesség a vízben sokkal nagyobb, mint mondjuk a levegőben. Ezért gyorsabban terjed és sokkal messzebbről hallható. Ez a vizes közeg nagy molekuláris sűrűsége miatt történik. 800-szor sűrűbb, mint a levegő és az acél. Ebből következik, hogy a hang terjedése nagyban függ a közegtől. Nézzünk konkrét számokat. Tehát a hangsebesség vízben 1430 m/s, levegőben 331,5 m/s.
Az alacsony frekvenciájú hangok, például a hajómotorok zaja mindig hallatszik, mielőtt a hajó a látómezőbe kerül. A sebessége több dologtól függ. Ha a víz hőmérséklete emelkedik, akkor természetesen a hangsebesség a vízben emelkedik. Ugyanez történik a víz sótartalmának és nyomásának növekedésével, amely a víztér mélységének növekedésével növekszik. Az olyan jelenségek, mint a termikus ékek, különleges szerepet játszhatnak a sebességben. Ezek olyan helyek, ahol különböző hőmérsékletű vízrétegek találkoznak.
Az ilyen helyeken is más (a hőmérsékleti viszonyok különbsége miatt). És amikor a hanghullámok áthaladnak az ilyen különböző sűrűségű rétegeken, elveszítik erejük nagy részét. A termoklinnal szemben a hanghullám részben, néha teljesen visszaverődik (a visszaverődés mértéke attól függ, hogy milyen szögben esik a hang), majd ennek a helynek a másik oldalán árnyékzóna képződik. Ha figyelembe vesszük azt a példát, amikor egy hangforrás a termoklin feletti víztérben található, akkor szinte lehetetlen lesz hallani valami még alacsonyabbat.
Amelyek a felszín felett jelennek meg, soha nem hallatszik magában a vízben. És fordítva történik, amikor a vízréteg alatt: nem hangzik felette. Ennek szembetűnő példája a modern búvárok. Hallásuk nagymértékben romlik, mivel a víz befolyásolja, és a vízben lévő nagy hangsebesség rontja a mozgás irányának meghatározását. Ez tompítja a sztereofonikus hangérzékelési képességet.
Egy vízréteg alatt leginkább a fej koponya csontjain keresztül jutnak be az emberi fülbe, nem pedig, mint a légkörben, a dobhártyán keresztül. Ennek a folyamatnak az eredménye, hogy mindkét fül egyszerre érzékeli. Az emberi agy jelenleg nem tudja megkülönböztetni, hogy honnan és milyen intenzitással jönnek a jelek. Az eredmény annak a tudatnak a megjelenése, hogy a hang mintha egyszerre gurulna minden oldalról, bár ez távolról sem így van.
A fentieken kívül a víztérben a hanghullámok olyan tulajdonságokkal is rendelkeznek, mint abszorpció, divergencia és szóródás. Az első, amikor a sós vízben a hangerő fokozatosan megszűnik a vízi környezet és a benne lévő sók súrlódása miatt. Az eltérés a hang forrásából való eltávolításában nyilvánul meg. Úgy tűnik, hogy feloldódik a térben, mint a fény, és ennek eredményeként az intenzitása jelentősen csökken. A fluktuációk pedig teljesen eltűnnek a mindenféle akadályon való szóródás, a közeg inhomogenitása miatt.
Hangátvitel
Ne gondolja, hogy a hang csak a levegőn keresztül terjed. Átjuthat más anyagokon - gáznemű, folyékony, sőt szilárd halmazállapotú. A hang több mint négyszer gyorsabban terjed a vízben, mint a levegőben.
Ha kétségei vannak abban, hogy a hang átterjedhet a vízen, kérdezze meg a víz alatti építményekben tartózkodó dolgozókat: megerősítik, hogy a part menti hangok egyértelműen hallhatók a víz alatt.
A halászoktól pedig megtudhatja, hogy a halak a legkisebb gyanús zajra szétszóródnak a parton.
A tudósok 200 évvel ezelőtt pontosan megmérték, milyen gyorsan terjed a hang a víz alatt. Ez az egyik svájci tavon történt – Genfben. Két fizikus csónakba szállt, és három kilométerre váltak el egymástól. Az egyik csónak oldaláról egy harang lógott a víz alatt, amit egy hosszú nyelű kalapáccsal lehetett ütni. Ez a fogantyú a csónak orrára szerelt kis mozsárban lőpor meggyújtására szolgáló eszközhöz volt kötve: a harangütéssel egy időben a lőpor fellángolt, és messze körben fényes villanás látszott. Természetesen láthatta ezt a villanást, és a fizikust, aki egy másik csónakban ült, és a víz alá süllyesztett csőben hallgatta a csengő hangját. A hang késleltetése a villanáshoz képest meghatározta, hogy a hang hány másodpercig futott át a vízen egyik csónakból a másikba. Ilyen kísérletekkel azt találták, hogy a hang körülbelül 1440 m/s sebességgel halad a vízben.
A kemény elasztikus anyagok, mint az öntöttvas, fa, csontok, még jobban és gyorsabban továbbítják a hangot. Tegye a fülét egy hosszú fagerenda vagy rönk végére, és kérje meg egy barátját, hogy üsse meg egy bottal az ellenkező végét, akkor hallani fog egy dübörgő ütési hangot, amely a gerenda teljes hosszán áthalad. Ha a környezet kellően csendes, és idegen zajok nem zavarják, akkor akár a másik végére erősített óra ketyegését is hallani lehet a rúdon keresztül. A hang jól átjut a vassíneken vagy gerendákon, öntöttvas csöveken és a talajon keresztül is. Füledet a földre téve hallod a lovak lábának csavargását, jóval azelőtt, hogy a levegőbe érne; és az ágyúlövések hangjai ily módon olyan távoli ágyúkból hallatszanak, amelyeknek dörgése egyáltalán nem éri el a levegőt. Az elasztikus szilárd anyagok olyan jól közvetítik a hangot; a lágy szövetek, a laza, rugalmatlan anyagok nagyon rosszul adják át magukon a hangot - „elnyelik” azt. Ezért akasztanak vastag függönyt az ajtókra, ha azt akarják, hogy a hang ne érje el a szomszéd szobát. A szőnyegek, kárpitozott bútorok, ruha hasonló módon hatnak a hangzásra.
Ez a szöveg egy bevezető darab. A Tények legújabb könyve című könyvből. 3. kötet [Fizika, kémia és technológia. Történelem és régészet. Vegyes] szerző Kondrashov Anatolij Pavlovics A Fizika minden lépésnél című könyvből szerző Perelman Jakov IzidorovicsA hangsebesség Néztél már messziről egy favágót, amint fát vág? Vagy talán egy asztalost figyeltél a távolban, aki szögeket ver be? Itt egy nagyon furcsa dolgot vehettek észre: nem hallatszik az ütés, amikor a fejsze fához ütődik ill
A Mozgás című könyvből. Hő szerző Kitajgorodszkij Alekszandr IsaakovicsHangerősség Hogyan gyengül a hang a távolsággal? A fizikus azt fogja mondani, hogy a hang "a távolság négyzetével fordítottan csillapodik". Ez a következőket jelenti: ahhoz, hogy a csengő hangja háromszoros távolságból olyan hangosan hallható legyen, mint egyetlen távolságból, egyszerre kell
Nikola Tesla könyvéből. ELŐADÁSOK. CIKKEK. írta Tesla NikolaHangsebesség Villámlás után ne féljen a mennydörgéstől. Biztos hallott már róla. És miért? A tény az, hogy a fény összehasonlíthatatlanul gyorsabban terjed, mint a hang, szinte azonnal. Mennydörgés és villámlás ugyanabban a pillanatban történik, de látjuk a villámlást
A Fiatal Fizikusoknak [Tapasztalatok és szórakozás] című könyvből szerző Perelman Jakov IzidorovicsA hang hangszíne Láttad, hogyan hangolják a gitárt – a húrt a csapokon húzzák. Ha a húr hosszát és a feszesség mértékét választjuk, akkor a húr, ha megérinti, egy nagyon sajátos hangot ad ki.Ha azonban különböző helyeken megérintve hallgatja a húr hangját -
A Mit mond a fény című könyvből szerző Suvorov Szergej GeorgievicsHangenergia A hangzó testet körülvevő levegő minden részecskéje oszcillációs állapotban van. Ahogy az V. fejezetben megtudtuk, a szinusztörvény szerint rezgő anyagi pontnak meghatározott és változatlan összenergiája van.
A Hogyan értsük meg a fizika összetett törvényeit című könyvből. 100 egyszerű és szórakoztató élmény gyerekeknek és szüleiknek szerző Dmitriev Alekszandr SztanyislavovicsHangcsillapítás távolsággal A hangzó hangszerből a hanghullám természetesen minden irányba terjed, Rajzoljunk gondolatban két különböző sugarú gömböt a hangforrás közelébe. Természetesen az első gömbön áthaladó hangenergia a második gömbön is áthalad
Az Interstellar: a tudomány a színfalak mögött című könyvből szerző Thorn Kip StevenHangvisszaverődés Ebben a részben azt feltételezzük, hogy a hanghullám hossza kellően kicsi, és ezért a hang a sugarak mentén terjed. Mi történik, ha egy ilyen hangsugár a levegőből szilárd felületre esik? Nyilvánvaló, hogy ebben az esetben reflexió van
A szerző könyvébőlA LÉGKÖR VÁRHATATLAN TULAJDONSÁGÁNAK FELFEDEZÉSE - KÜLÖNLEGES KÍSÉRLETEK - ELEKTROMOS ENERGIA ÁTVITELI EGY VEZETÉKEN VISSZATÉRÍTÉS NÉLKÜL - FÖLDÖN KERESZTÜL VEZETÉK NÉLKÜL.
A szerző könyvébőlELEKTROMOS ERŐÁTVITEL VEZETÉK NÉLKÜL* 1898 vége felé a szisztematikus kutatások, amelyeket sok éven át folytattak az elektromos energia természetes környezetben történő átvitelének javítására, három fontos szükséglet megértéséhez vezetett; Első -
A szerző könyvéből A szerző könyvébőlHangátvitel rádiós csőgenerátorral, melynek sémája a 2. ábrán látható. 24 változatlan paraméterekkel rádiósugárzást generál. Tegyünk hozzá egy kis kiegészítést: az elektronlámpa rácsára feszültséget adó áramkörhöz egy indukción keresztül csatlakoztatjuk
A szerző könyvéből48 Energiaátvitel az anyagon keresztül A kísérlethez szükségünk van: egy tucat rubelre. Különféle hullámokkal találkoztunk már. Íme egy másik régi kísérlet, amely elég viccesen néz ki, és megmutatja, hogyan halad át a hullám egy tárgyon. Vegyünk egy apróságot - például érméket
A szerző könyvéből30. Üzenetek átadása a múltnak Szabálykészlet a néző számára Mielőtt Christopher Nolan rendezte volna az Interstellart és átdolgozta volna a forgatókönyvet, testvére, Jonah mesélt nekem egy szabályrendszerről.
A szerző könyvéből30. fejezet Üzenetek a múltnak Arról, hogy a modern fizikusok hogyan képzelik el az időben négy tér-idő dimenzióban, tömeg nélkül utazó visszautazást, lásd a Fekete lyukak és az idő redői [Thorn 2009] utolsó fejezetét.
A szerző könyvéből30. fejezet Üzenetek küldése a múltba Nagyrészt, akárcsak a bránunkban, a téridő azon pozícióit, ahol üzeneteket lehet küldeni és bármit meg lehet mozgatni, korlátozza az a törvény, hogy semmi sem haladhat gyorsabban a fénynél. Felfedezni