Garso sklidimas ir girdimumas vandenyje. Garsas skirtingose aplinkose – žinių prekybos centras Kur garso bangos sklinda greičiausiai
.Vandenyje garsas sklinda penkis kartus greičiau nei ore. Vidutinis greitis 1400–1500 m/s (garso sklidimo ore greitis 340 m/s). Atrodytų, girdimumas vandenyje taip pat gerėja. Tiesą sakant, tai toli gražu ne. Juk garso stiprumas priklauso ne nuo sklidimo greičio, o nuo garso virpesių amplitudės ir klausos organų gebėjimo suvokti. Vidinės ausies sraigėje yra Corti organas, kurį sudaro klausos ląstelės. Garso bangos vibruoja ausies būgnelį, klausos kauliukus ir Corti organo membraną. Iš pastarųjų plaukų ląstelių, suvokiant garso virpesius, nervinis sužadinimas eina į klausos centrą, esantį laikinojoje smegenų skiltyje.
Garso banga į žmogaus vidinę ausį gali patekti dviem būdais: oro laidumu per išorinį klausos landą, ausies būgnelį ir vidurinės ausies klausos kauliukus, o per kaulinį laidumą – kaukolės kaulų vibracija. Paviršiuje vyrauja oro laidumas, o po vandeniu – kaulinis. Tai patvirtina paprasta patirtis. Uždenkite abi ausis delnais. Paviršiuje girdimumas smarkiai pablogės, tačiau po vandeniu to nepastebima.
Taigi, povandeniniai garsai daugiausia suvokiami naudojant kaulų laidumą. Teoriškai tai paaiškinama tuo, kad vandens akustinis atsparumas priartėja prie žmogaus audinių akustinio atsparumo. Todėl energijos nuostoliai garso bangoms pereinant iš vandens į žmogaus galvos kaulus yra mažesni nei ore. Oro laidumas po vandeniu beveik išnyksta, nes išorinis klausos kanalas užpildomas vandeniu, o nedidelis oro sluoksnis šalia ausies būgnelio silpnai perduoda garso vibracijas.
Eksperimentai parodė, kad kaulų laidumas yra 40% mažesnis nei oro laidumas. Todėl girdimumas po vandeniu apskritai pablogėja. Girdėjimo diapazonas su kauliniu garso laidumu priklauso ne tiek nuo stiprumo, kiek nuo tono: kuo aukštesnis tonas, tuo garsas girdimas toliau.
Povandeninis pasaulis žmogui yra tylos pasaulis, kuriame nėra pašalinių garsų. Todėl paprasčiausius garso signalus galima suvokti po vandeniu dideliais atstumais. Žmogus girdi smūgį į metalinį kanistrą, panardintą į vandenį 150-200 m atstumu, barškėjimo garsą 100 m, varpelio garsą 60 m atstumu.
Garsai, sklindantys po vandeniu, dažniausiai negirdimi paviršiuje, kaip ir garsai iš išorės nėra girdimi po vandeniu. Norėdami suvokti povandeninius garsus, turite bent iš dalies pasinerti. Jei įbridote į vandenį iki kelių, pradedate suvokti dar negirdėtą garsą. Kai nardote, garsumas didėja. Ypač gerai girdimas panardinant galvą.
Norint duoti garso signalus iš paviršiaus, garso šaltinį reikia nuleisti į vandenį bent per pusę, ir garso stiprumas pasikeis. Orientuotis po vandeniu už ausies yra nepaprastai sunku. Ore garsas į vieną ausį patenka 0,00003 sekundės anksčiau nei į kitą. Tai leidžia nustatyti garso šaltinio vietą tik su 1–3 ° paklaida. Po vandeniu garsas vienu metu suvokiamas abiem ausimis, todėl nėra aiškaus, kryptingo suvokimo. Orientacijos paklaida yra 180°.
Specialiai nustatytame eksperimente tik pavieniai lengvieji narai po ilgų klajonių ir. paieškos vyko į garso šaltinio vietą, esančią 100-150 m nuo jų.. Pastebėta, kad sistemingas mokymas ilgą laiką leidžia išsiugdyti gebėjimą gana tiksliai orientuotis pagal garsą po vandeniu. Tačiau kai tik treniruotė sustoja, jos rezultatai anuliuojami.
Vandenyje garsas sugeriamas šimtus kartų mažiau nei ore. Nepaisant to, girdimumas vandens aplinkoje yra daug blogesnis nei atmosferoje. Tai paaiškinama žmogaus garso suvokimo ypatumais. Ore garsas suvokiamas dvejopai: perduodant oro virpesius į ausų būgnelius (oro laidumas) ir vadinamuoju kaulų laidumu, kai garso virpesiai suvokiami ir perduodami klausos aparatui kaukolės kaulais.
Priklausomai nuo nardymo įrangos tipo, naras suvokia garsą vandenyje, kuriame vyrauja oro arba kaulų laidumas. Erdvinio šalmo, užpildyto oru, buvimas leidžia suvokti garsą oro laidumu. Tačiau didelis garso energijos praradimas yra neišvengiamas dėl garso atspindžio nuo šalmo paviršiaus.
Nusileidus be įrangos arba įrangoje su sandariai prigludusiu šalmu, vyrauja kaulų laidumas.
Garso suvokimo po vandeniu ypatybė yra ir galimybės nustatyti garso šaltinio kryptį praradimas. Taip yra dėl to, kad žmogaus klausos organai yra prisitaikę prie garso sklidimo ore greičio ir nustato kryptį į garso šaltinį dėl garso signalo atvykimo laiko ir santykinio garso slėgio lygio skirtumo. kiekviena ausis. Ausies kaušelio įtaiso dėka žmogus, esantis ore, net viena ausimi gali nustatyti, kur yra garso šaltinis – priekyje ar už nugaros. Vandenyje viskas kitaip. Garso sklidimo greitis vandenyje yra 4,5 karto didesnis nei ore. Todėl kiekvienos ausies garso signalo priėmimo laiko skirtumas tampa toks mažas, kad nustatyti kryptis į garso šaltinį tampa beveik neįmanoma.
Naudojant kietą šalmą kaip įrangos dalį, galimybė nustatyti kryptį į garso šaltinį paprastai neįtraukiama.
Biologinis dujų poveikis žmogaus organizmui
Klausimas apie biologinį dujų poveikį nebuvo iškeltas atsitiktinai ir dėl to, kad dujų mainų procesai žmogaus kvėpuojant normaliomis sąlygomis ir vadinamuoju hiperbariniu (t.y. esant aukštam slėgiui) labai skiriasi.
Yra žinoma, kad įprastas atmosferos oras, kuriuo kvėpuojame, yra netinkamas kvėpuoti pilotams dideliame aukštyje. Jis taip pat ribotai naudojamas narų kvėpavimui. Nusileidus į didesnį nei 60 m gylį, jį pakeičia specialūs dujų mišiniai.
Apsvarstykite pagrindines dujų savybes, kurias tiek gryna forma, tiek mišiniuose su kitais narai naudoja kvėpuoti.
Savo sudėtyje oras yra įvairių dujų mišinys. Pagrindiniai oro komponentai yra: deguonis - 20,9%, azotas - 78,1%, anglies dioksidas - 0,03%. Be to, nedideliais kiekiais ore yra: argono, vandenilio, helio, neono, taip pat vandens garų.
Atmosferą sudarančios dujos pagal poveikį žmogaus organizmui gali būti suskirstytos į tris grupes: deguonis – nuolat vartojamas „visiems gyvybės procesams palaikyti; azotas, helis, argonas ir kt. – nedalyvauja dujų mainuose; anglies dioksidas - padidinta koncentracija yra kenksminga organizmui.
Deguonis(O2) yra bespalvės be skonio ir kvapo dujos, kurių tankis 1,43 kg/m3. Tai labai svarbu žmogui kaip visų organizme vykstančių oksidacinių procesų dalyviui. Kvėpavimo procese deguonis plaučiuose susijungia su kraujo hemoglobinu ir pernešamas visame kūne, kur jį nuolat suvartoja ląstelės ir audiniai. Nutrūkus audinių tiekimui ar net sumažėjus jo tiekimui, atsiranda deguonies badas, lydimas sąmonės netekimo, o sunkiais atvejais – gyvenimo nutraukimas. Ši būklė gali atsirasti, kai deguonies kiekis įkvepiamame ore esant normaliam slėgiui nukrenta žemiau 18,5%. Kita vertus, padidėjus deguonies kiekiui įkvėptame mišinyje arba kvėpuojant esant slėgiui, viršijančiam leistiną, deguonis pasižymi toksiškomis savybėmis - apsinuodijama deguonimi.
Azotas(N) – bespalvės, bekvapės ir beskonės dujos, kurių tankis 1,25 kg/m3, yra pagrindinė atmosferos oro dalis pagal tūrį ir masę. Normaliomis sąlygomis jis yra fiziologiškai neutralus, nedalyvauja medžiagų apykaitoje. Tačiau slėgiui didėjant naro nardymo gyliui, azotas nustoja būti neutralus ir 60 metrų ar daugiau gylyje pasižymi ryškiomis narkotinėmis savybėmis.
Anglies dvideginis(CO2) yra bespalvės rūgštaus skonio dujos. Jis yra 1,5 karto sunkesnis už orą (tankis 1,98 kg/m3), todėl gali kauptis apatinėse uždarų ir blogai vėdinamų patalpų dalyse.
Anglies dioksidas susidaro audiniuose kaip galutinis oksidacinių procesų produktas. Tam tikras šių dujų kiekis visada yra organizme ir dalyvauja reguliuojant kvėpavimą, o perteklius krauju nunešamas į plaučius ir pašalinamas su iškvepiamu oru. Žmogaus išskiriamo anglies dvideginio kiekis daugiausia priklauso nuo fizinio aktyvumo laipsnio ir organizmo funkcinės būklės. Dažnai giliai kvėpuojant (hiperventiliacija), anglies dvideginio kiekis organizme mažėja, o tai gali sukelti kvėpavimo sustojimą (apnėja) ir net sąmonės netekimą. Kita vertus, jo kiekio padidėjimas kvėpavimo takų mišinyje daugiau nei leistinas sukelia apsinuodijimą.
Iš kitų orą sudarančių dujų daugiausiai naudojo narai helis(Ne). Tai inertinės dujos, bekvapės ir beskonės. Turėdamas mažą tankį (apie 0,18 kg/m3) ir žymiai mažesnį gebėjimą sukelti narkotinį poveikį esant aukštam slėgiui, jis plačiai naudojamas kaip azoto pakaitalas ruošiant dirbtinių kvėpavimo takų mišinius leidžiantis į didelį gylį.
Tačiau helio naudojimas kvėpavimo takų mišinių sudėtyje sukelia kitų nepageidaujamų reiškinių. Dėl didelio šilumos laidumo ir, atitinkamai, padidėjusio kūno šilumos perdavimo, reikalinga didesnė šiluminė apsauga arba aktyvus narų šildymas.
Oro slėgis. Yra žinoma, kad mus supanti atmosfera turi masę ir daro spaudimą žemės paviršiui bei visiems ant jo esantiems objektams. Atmosferos slėgis, išmatuotas jūros lygyje, balansuojamas vamzdeliuose, kurių pjūvis G cm2 su gyvsidabrio stulpeliu 760 mm aukščio arba vandens 10,33 m. Jei šis gyvsidabris arba vanduo bus pasverti, jų masė bus 1,033 kg. Tai reiškia, kad „normalus atmosferos slėgis yra lygus 1,033 kgf / cm2, o tai SI sistemoje atitinka 103,3 kPa*. (* SI sistemoje slėgio vienetas yra paskalis (Pa). Jei reikia konvertuoti, Naudojami santykiai: 1 kgf / cm1 \u003d 105 Pa \u003d 102 kPa \u003d \u003d * 0,1 MPa.).
Tačiau nardymo skaičiavimų praktikoje naudoti tokius tikslius matavimo vienetus yra nepatogu. Todėl slėgio vienetas laikomas slėgiu, skaitiniu lygiu 1 kgf / cm2, kuris vadinamas technine atmosfera (at). Viena techninė atmosfera atitinka 10 m vandens stulpelio slėgį.
Didėjant slėgiui oras lengvai susispaudžia, proporcingai slėgiui mažindamas tūrį. Suslėgto oro slėgis matuojamas manometrais, kurie rodo perteklinis slėgis , t. y. slėgis didesnis nei atmosferos. Viršslėgio vienetas žymimas ati. Perteklinio slėgio ir atmosferos slėgio suma vadinama absoliutus slėgis(ata).
Įprastomis antžeminėmis sąlygomis oras iš visų pusių tolygiai spaudžia žmogų. Atsižvelgiant į tai, kad žmogaus kūno paviršius yra vidutiniškai 1,7-1,8 m2, ant jo krentančio oro slėgio jėga yra 17-18 tūkst kgf (17-18 tf). Tačiau žmogus šio spaudimo nejaučia, nes jo kūnas 70% susideda iš praktiškai nesuspaudžiamų skysčių, o vidinėse ertmėse – plaučiuose, vidurinėje ausyje ir kt. – jį subalansuoja ten esančio ir komunikuojančio oro priešslėgis. su atmosfera.
Panardinus į vandenį, žmogų veikia virš jo esantis vandens stulpelio perteklinis slėgis, kuris kas 10 m padidėja 1 ati.Slėgio pokyčiai gali sukelti skausmą ir suspaudimą, kurio išvengti naras turi tiekti kvėpuojamą orą esant slėgiui. lygus absoliutaus slėgio aplinkai.
Kadangi narams tenka susidurti su suslėgto oro ar dujų mišiniais, tikslinga priminti pagrindinius įstatymus, kurių jie laikosi, ir pateikti keletą formulių, reikalingų praktiniams skaičiavimams.
Oras, kaip ir kitos tikros dujos ir dujų mišiniai, su tam tikru aproksimavimu paklūsta fizikiniams dėsniams, kurie visiškai galioja idealioms dujoms.
NARIMO ĮRANGA
Nardymo įranga – tai prietaisų ir gaminių rinkinys, kurį naras dėvi tam, kad užtikrintų gyvybę ir darbą vandens aplinkoje tam tikrą laiką.
Nardymo įranga yra tinkama pagal paskirtį, jei ji gali suteikti:
žmogaus kvėpavimas, kai jis dirba po vandeniu;
izoliacija ir šiluminė apsauga nuo šalto vandens poveikio;
pakankamas mobilumas ir stabili padėtis po vandeniu;
sauga panardinant, išėjus į paviršių ir darbo metu;
saugus sujungimas su paviršiumi.
Priklausomai nuo sprendžiamų užduočių, nardymo įranga skirstoma į:
pagal naudojimo gylį - įrangai, skirta sekliam (vidutiniam) gyliui ir giliavandenei jūrai;
pagal kvėpavimo dujų mišinio tiekimo būdą - autonominiam ir žarnai;
pagal šiluminės apsaugos būdą - įrenginiams su pasyviąja šilumine apsauga, šildomiems elektra ir vandeniu;
pagal izoliavimo būdą - įrangai su vandeniui ir dujoms nepralaidžiais „sauso“ tipo ir pralaidžiais „šlapio“ tipo hidrokostiumais.
Išsamiausią nardymo įrangos veikimo funkcinių ypatybių idėją pateikia jos klasifikacija pagal kvėpavimui reikalingo dujų mišinio sudėties palaikymo metodą. Čia išskiriama įranga:
vėdinamas;
su atvira kvėpavimo schema;
su pusiau uždaru kvėpavimu;
su uždaru kvėpavimu.
Ilgais atstumais garso energija sklinda tik švelniais spinduliais, kurie iki galo nepaliečia vandenyno dugno. Šiuo atveju terpės nustatytas garso sklidimo diapazono apribojimas yra jo sugertis jūros vandenyje. Pagrindinis absorbcijos mechanizmas yra susijęs su atsipalaidavimo procesais, kurie lydi termodinaminės pusiausvyros tarp jonų ir druskų molekulių, ištirpusių vandenyje, pažeidimą akustine banga. Pažymėtina, kad pagrindinis vaidmuo sugeriant plačiame garso dažnių diapazone tenka magnio sulfido druskai MgSO4, nors jos procentas jūros vandenyje yra gana mažas – beveik 10 kartų mažesnis nei, pavyzdžiui, akmens druskos NaCl, kuri vis dėlto nevaidina jokio reikšmingo vaidmens sugeriant garsą.
Paprastai kalbant, sugertis jūros vandenyje yra didesnė, kuo didesnis garso dažnis. Esant dažniams nuo 3–5 iki 100 kHz, kur dominuoja aukščiau minėtas mechanizmas, sugertis yra proporcinga dažniui iki maždaug 3/2 galios. Esant žemesniems dažniams, įsijungia naujas absorbcijos mechanizmas (galbūt dėl boro druskų buvimo vandenyje), kuris tampa ypač pastebimas šimtų hercų diapazone; čia absorbcijos lygis yra neįprastai aukštas ir mažėja daug lėčiau, mažėjant dažniui.
Norėdami aiškiau įsivaizduoti kiekybines sugerties jūros vandenyje charakteristikas, pažymime, kad dėl šio poveikio garsas, kurio dažnis yra 100 Hz, 10 tūkstančių km trasoje susilpnėja 10 kartų, o dažnis - 10 kHz. - tik 10 km atstumu (2 pav.). Taigi, tik žemo dažnio garso bangos gali būti naudojamos tolimojo povandeninio ryšio ryšiams, povandeninių kliūčių toli aptikimui ir panašiai.
2 pav. – Atstumai, kuriais skirtingo dažnio garsai, sklindant jūros vandenyje, susilpnėja 10 kartų.
20-2000 Hz dažnių diapazono girdimų garsų srityje vidutinio intensyvumo garsų sklidimo po vandeniu diapazonas siekia 15-20 km, o ultragarso srityje - 3-5 km.
Remiantis garso slopinimo reikšmėmis, stebimomis laboratorinėmis sąlygomis esant nedideliam vandens kiekiui, galima tikėtis daug didesnių diapazonų. Tačiau natūraliomis sąlygomis, be slopinimo dėl paties vandens savybių (vadinamasis klampus slopinimas), įtakos turi ir jo sklaida bei absorbcija dėl įvairių terpės nehomogeniškumo.
Garso lūžį, arba garso pluošto kelio kreivumą, lemia vandens savybių nevienalytiškumas, daugiausia išilgai vertikalios, dėl trijų pagrindinių priežasčių: hidrostatinio slėgio pokyčių gylio, druskingumo pokyčių ir temperatūros pokyčiai dėl netolygaus vandens masės kaitimo saulės spinduliais. Dėl šių priežasčių bendro veikimo garso sklidimo greitis, kuris yra apie 1450 m/s gėlo vandens ir apie 1500 m/s jūros vandenyje, kinta kartu su gyliu, o kitimo dėsnis priklauso nuo sezono. , paros laikas, rezervuaro gylis ir daugybė kitų priežasčių. Garso spinduliai, paliekantys šaltinį tam tikru kampu į horizontą, yra sulenkiami, o vingio kryptis priklauso nuo garso greičių pasiskirstymo terpėje. Vasarą, kai viršutiniai sluoksniai šiltesni nei apatiniai, spinduliai nusilenkia ir dažniausiai atsispindi iš apačios, prarasdami nemažą dalį savo energijos. Atvirkščiai, žiemą, kai apatiniai vandens sluoksniai palaiko savo temperatūrą, o viršutiniai sluoksniai vėsta, spinduliai linksta aukštyn ir patiria daugybinį atspindį nuo vandens paviršiaus, per kurį prarandama daug mažiau energijos. Todėl žiemą garso sklidimo atstumas yra didesnis nei vasarą. Dėl refrakcijos vadinamos. negyvos zonos, t. y. zonos, esančios arti šaltinio, kuriose nėra girdėjimo.
Tačiau dėl lūžio gali padidėti garso sklidimo diapazonas – tai itin ilgo garsų sklidimo po vandeniu reiškinys. Tam tikrame gylyje žemiau vandens paviršiaus yra sluoksnis, kuriame garsas sklinda mažiausiu greičiu; virš šio gylio garso greitis didėja dėl temperatūros padidėjimo, o žemiau – dėl hidrostatinio slėgio padidėjimo kartu su gyliu. Šis sluoksnis yra savotiškas povandeninis garso kanalas. Spindulys, nukrypęs nuo kanalo ašies aukštyn arba žemyn, dėl lūžio, visada linkęs į jį grįžti. Jei šiame sluoksnyje dedamas garso šaltinis ir imtuvas, tai net vidutinio intensyvumo garsai (pavyzdžiui, nedidelių 1-2 kg krūvių sprogimai) gali būti įrašomi šimtų ir tūkstančių kilometrų atstumu. Esant povandeniniam garso kanalui galima pastebėti reikšmingą garso sklidimo diapazono padidėjimą, kai garso šaltinis ir imtuvas yra nebūtinai šalia kanalo ašies, o, pavyzdžiui, arti paviršiaus. Tokiu atveju spinduliai, lūždami žemyn, patenka į giliuosius sluoksnius, kur nukrypsta į viršų ir vėl išeina į paviršių kelių dešimčių kilometrų atstumu nuo šaltinio. Be to, spindulių sklidimo modelis kartojasi ir dėl to susidaro vadinamoji seka. antrinės apšviestos zonos, kurios dažniausiai atsekamos kelių šimtų km atstumu.
Aukšto dažnio garsų, ypač ultragarso, sklidimui, kai bangos ilgiai yra labai maži, įtakos turi nedideli netolygumai, kurie dažniausiai būna natūraliuose rezervuaruose: mikroorganizmai, dujų burbuliukai ir kt. Šie nehomogeniškumas veikia dviem būdais: jie sugeria ir išsklaido garso bangų energiją. Dėl to, didėjant garso virpesių dažniui, sumažėja jų sklidimo diapazonas. Šis efektas ypač pastebimas paviršiniame vandens sluoksnyje, kur daugiausia nehomogeniškumo. Garso sklaida dėl nehomogeniškumo, taip pat vandens paviršiaus ir dugno nelygumų sukelia povandeninio atgarsio reiškinį, kuris lydi garso impulso siuntimą: garso bangos, atsispindinčios nuo nehomogeniškumo ir susiliejimo derinio, sustiprina garsą. garso impulsas, kuris tęsiasi ir pasibaigus, panašus į aidėjimą, stebimą uždarose erdvėse. Povandeninė aidėjimas yra gana reikšmingas trikdymas daugeliui praktinių hidroakustikos pritaikymų, ypač sonarų.
Povandeninių garsų sklidimo diapazono ribas riboja ir vadinamieji. savų jūros triukšmų, kurie turi dvejopą kilmę. Dalis triukšmo kyla dėl bangų poveikio vandens paviršiui, banglenčių, riedančių akmenukų triukšmo ir kt. Kita dalis susijusi su jūrų fauna; tai apima žuvų ir kitų jūros gyvūnų skleidžiamus garsus.
Garsas yra vienas iš mūsų gyvenimo komponentų, ir žmogus jį girdi visur. Norėdami išsamiau apsvarstyti šį reiškinį, pirmiausia turime suprasti pačią sąvoką. Tam reikia kreiptis į enciklopediją, kur parašyta, kad „garsas yra tamprios bangos, sklindančios bet kokioje elastingoje terpėje ir joje sukuriančios mechaninius virpesius“. Paprasčiau tariant, tai yra garsinės vibracijos bet kurioje terpėje. Pagrindinės garso savybės priklauso nuo to, koks jis yra. Visų pirma, sklidimo greitis, pavyzdžiui, vandenyje skiriasi nuo kitos terpės.
Bet koks garso analogas turi tam tikrų savybių (fizinių savybių) ir savybių (šių ypatybių atspindys žmogaus pojūčiuose). Pavyzdžiui, trukmė-trukmė, dažnis-aukštis, kompozicija-tembras ir pan.
Garso greitis vandenyje yra daug didesnis nei, tarkime, ore. Todėl jis plinta greičiau ir yra daug toliau girdimas. Taip atsitinka dėl didelio vandeninės terpės molekulinio tankio. Jis yra 800 kartų tankesnis už orą ir plieną. Iš to išplaukia, kad garso sklidimas labai priklauso nuo terpės. Pažvelkime į konkrečius skaičius. Taigi, garso greitis vandenyje yra 1430 m/s, ore - 331,5 m/s.
Žemo dažnio garsas, pavyzdžiui, laivo variklio skleidžiamas triukšmas, visada girdimas šiek tiek prieš laivui patenkant į regėjimo lauką. Jo greitis priklauso nuo kelių dalykų. Jei vandens temperatūra pakyla, tai natūraliai pakyla garso greitis vandenyje. Tas pats atsitinka didėjant vandens druskingumui ir slėgiui, kuris didėja didėjant vandens erdvės gyliui. Toks reiškinys kaip šiluminiai pleištai gali turėti ypatingą vaidmenį greičiui. Tai vietos, kur susikerta skirtingos temperatūros vandens sluoksniai.
Taip pat tokiose vietose jis skiriasi (dėl temperatūros sąlygų skirtumo). O kai garso bangos praeina per tokius skirtingo tankio sluoksnius, jos praranda didžiąją dalį savo jėgos. Susidūrus su termoklinu, garso banga iš dalies, o kartais ir visiškai atsispindi (atspindėjimo laipsnis priklauso nuo kampo, kuriuo garsas krenta), po to kitoje šios vietos pusėje susidaro šešėlinė zona. Jei atsižvelgsime į pavyzdį, kai garso šaltinis yra vandens erdvėje virš termoklino, tada bus beveik neįmanoma išgirsti kažko dar žemiau.
Kurie skelbiami virš paviršiaus, niekada negirdimi pačiame vandenyje. Ir atvirkščiai atsitinka, kai po vandens sluoksniu: virš jo neskamba. Ryškus to pavyzdys – šiuolaikiniai narai. Jų klausa labai pablogėja dėl to, kad vanduo veikia ir didelis garso greitis vandenyje pablogina jo judėjimo krypties nustatymo kokybę. Tai prislopina stereofoninį gebėjimą suvokti garsą.
Po vandens sluoksniu jie į žmogaus ausį patenka daugiausia per galvos kaukolės kaulus, o ne, kaip atmosferoje, per ausies būgnelius. Šio proceso rezultatas – jį vienu metu suvokia abi ausys. Žmogaus smegenys šiuo metu negali atskirti vietų, iš kur ateina signalai ir kokio intensyvumo. Rezultatas – sąmonės atsiradimas, kad garsas tarsi rieda iš visų pusių vienu metu, nors taip toli gražu nėra.
Be to, kas išdėstyta aukščiau, garso bangos vandens erdvėje turi tokias savybes kaip sugertis, nukrypimas ir sklaida. Pirmoji – kai garso stiprumas sūriame vandenyje pamažu nyksta dėl vandens aplinkos ir joje esančių druskų trinties. Skirtumas pasireiškia garso pašalinimu iš jo šaltinio. Atrodo, kad jis ištirpsta erdvėje kaip šviesa, todėl jo intensyvumas gerokai sumažėja. O svyravimai visiškai išnyksta dėl išsibarstymo ant visokių kliūčių, terpės nehomogeniškumo.
Garso perdavimas
Nemanykite, kad garsas perduodamas tik oru. Jis gali prasiskverbti per kitas medžiagas – dujines, skystas, net kietas. Vandenyje garsas sklinda daugiau nei keturis kartus greičiau nei ore.
Jei abejojate, ar garsas gali sklisti per vandenį, paklauskite darbuotojų, buvusių povandeninėse konstrukcijose: jie patvirtins, kad pakrantės garsai aiškiai girdimi po vandeniu.
O iš žvejų sužinosite, kad žuvys išsisklaido nuo mažiausio įtartino triukšmo krante.
Mokslininkai prieš 200 metų tiksliai išmatavo, kaip greitai garsas sklinda po vandeniu. Tai buvo padaryta viename iš Šveicarijos ežerų – Ženevoje. Du fizikai įsėdo į valtis ir atsiskyrė vienas nuo kito per tris kilometrus. Iš vienos valties šono po vandeniu pakibo varpas, į kurį buvo galima pataikyti ilgakočiu plaktuku. Ši rankena buvo sujungta su parako uždegimo įtaisu nedideliame skiedinyje, sumontuotame ant valties priekio: tuo pat metu, kai buvo trenktas varpas, parakas įsiliepsnojo, toli aplinkui matėsi ryškus blyksnis. Žinoma, galėjo matyti šį blyksnį ir fiziką, kuris sėdėjo kitoje valtyje ir klausėsi varpo garsų po vandeniu nuleistame vamzdyje. Pagal garso uždelsimą, palyginti su blykste, buvo nustatyta, kiek sekundžių garsas bėgo vandeniu iš vienos valties į kitą. Tokiais eksperimentais buvo nustatyta, kad garsas vandenyje sklinda apie 1440 m per sekundę.
Kietos elastingos medžiagos, tokios kaip ketus, mediena, kaulai, garsą perduoda dar geriau ir greičiau. Priglauskite ausį prie ilgo medinio sijos ar rąsto galo ir paprašykite draugo smogti į priešingą galą pagaliuku, išgirsite per visą sijos ilgį sklindantį smūgio garsą. Jei aplinka pakankamai rami ir netrukdo pašaliniai garsai, tuomet per strypą netgi galima išgirsti priešingame gale pritvirtinto laikrodžio tiksėjimą. Garsas taip pat gerai perduodamas per geležinius bėgius ar sijas, per ketaus vamzdžius, per dirvą. Priglaudęs ausį prie žemės, girdi arklio pėdų trypimą dar gerokai anksčiau, nei jis pasiekia orą; o patrankos šūvių garsai taip girdimi iš tokių tolimų pabūklų, kurių gaudesys niekaip nesiekia oro. Elastingos kietos medžiagos taip gerai perduoda garsą; minkštieji audiniai, birios, neelastingos medžiagos labai prastai praleidžia garsą per save - „sugeria“ jį. Todėl ant durų pakabina storas užuolaidas, jei nori, kad garsas nepasiektų kito kambario. Panašiai garsą veikia kilimai, minkšti baldai, suknelė.
Šis tekstas yra įžanginė dalis. Iš knygos „Naujausia faktų knyga“. 3 tomas [Fizika, chemija ir technologijos. Istorija ir archeologija. Įvairūs] autorius Kondrašovas Anatolijus Pavlovičius Iš knygos Fizika kiekviename žingsnyje autorius Perelmanas Jakovas IsidorovičiusGarso greitis Ar kada nors iš tolo stebėjote, kaip medkirtis kapo medį? O gal stebėjote tolumoje dirbantį stalių, kalantį vinis? Galbūt čia pastebėjote labai keistą dalyką: smūgio nesigirdi, kai kirvis atsitrenkia į medį arba
Iš knygos Judėjimas. Šiluma autorius Kitaygorodskis Aleksandras IsaakovičiusGarso stiprumas Kaip garsas silpnėja dėl atstumo? Fizikas jums pasakys, kad garsas susilpnėja „atvirkščiai atstumo kvadratui“. Tai reiškia: kad varpo garsas trigubu atstumu būtų girdimas taip pat garsiai kaip ir vienu atstumu, reikia vienu metu
Iš Nikola Tesla knygos. PASKAITOS. STRAIPSNIAI. pateikė Tesla NikolaGarso greitis Nebijokite griaustinio po žaibo. Jūs tikriausiai girdėjote apie tai. Ir kodėl? Faktas yra tas, kad šviesa sklinda nepalyginamai greičiau nei garsas, beveik akimirksniu. Perkūnija ir žaibai įvyksta tą pačią akimirką, bet mes matome žaibą
Iš knygos Jauniesiems fizikai [Patirtys ir pramogos] autorius Perelmanas Jakovas IsidorovičiusGarso tembras Jūs matėte, kaip derinama gitara – styga traukiama ant kaiščių. Jei pasirenkamas stygos ilgis ir įtempimo laipsnis, tai styga, palietus, skleis labai specifinį toną.Jei vis dėlto klausysite stygos skambesio liesdami ją įvairiose vietose -
Iš knygos Ką sako šviesa autorius Suvorovas Sergejus GeorgijevičiusGarso energija Visos oro dalelės, supančios skambantį kūną, yra svyravimo būsenoje. Kaip išsiaiškinome V skyriuje, pagal sinuso dėsnį svyruojantis materialus taškas turi apibrėžtą ir nepakitusią bendrąją energiją.
Iš knygos Kaip suprasti sudėtingus fizikos dėsnius. 100 paprastų ir smagių potyrių vaikams ir jų tėvams autorius Dmitrijevas Aleksandras StanislavovičiusGarso slopinimas su atstumu Iš skambančio instrumento garso banga sklinda, žinoma, visomis kryptimis.Mintiškai nupieškime dvi skirtingo spindulio sferas šalia garso šaltinio. Žinoma, garso energija, einanti per pirmąją sferą, praeis ir per antrąją sferinę
Iš knygos Tarpžvaigždinis: mokslas užkulisiuose autorius Erškėtis Kipas StevenasGarso atspindys Šiame skyriuje manysime, kad garso bangos ilgis yra pakankamai mažas, todėl garsas sklinda išilgai spindulių. Kas atsitinka, kai toks garso spindulys nukrenta iš oro ant kieto paviršiaus? Aišku, kad šiuo atveju yra atspindys
Iš autorės knygosNETIKĖTŲ ATMOSFEROS SAVYBIŲ ATRADIMAS - KEISTI EKSPERIMENTAI - ELEKTROS ENERGIJOS PERDAVIMAS VIENU LADU BE GRĄŽINIMO - PERDAVIMAS PER ŽEMĘ VISAI BE LAIDŲ.
Iš autorės knygosELEKTROS ENERGIJOS PERDAVIMAS BE LAIDŲ* 1898 m. pabaigoje sistemingi tyrimai, atlikti daugelį metų siekiant tobulinti elektros energijos perdavimo per natūralią aplinką būdą, leido suprasti tris svarbius poreikius; Pirmas -
Iš autorės knygos Iš autorės knygosGarso perdavimas radijo vamzdžių generatoriumi, kurio schema parodyta fig. 24 generuoja radijo spinduliuotę su nepakitusiais parametrais. Padarykime nedidelį papildymą: prie grandinės, kuri tiekia įtampą į elektroninės lempos tinklelį, prijungsime ją per indukciją
Iš autorės knygos48 Energijos perdavimas per materiją Eksperimentui mums reikia: keliolikos monetų rubliui. Mes jau susitikome su įvairiomis bangomis. Štai dar vienas senas eksperimentas, kuris atrodo gana juokingai ir parodo, kaip banga praeina per objektą. Paimkite smulkmeną – pavyzdžiui, monetas
Iš autorės knygos30. Pranešimų perdavimas praeičiai Taisyklių rinkinys žiūrovui Prieš Christopheriui Nolanui režisuojant filmą „Interstellar“ ir perdirbant scenarijų, jo brolis Jonah papasakojo apie taisyklių rinkinį. Kad mokslinės fantastikos filmas būtų teisingas
Iš autorės knygos30 skyrius Žinutės praeičiai Norėdami sužinoti, kaip šiuolaikiniai fizikai įsivaizduoja keliauti laiku atgal keturiomis erdvės ir laiko dimensijomis be masinės masės, žr. paskutiniame Juodosios skylės ir laiko raukšlės [Thorn 2009] skyriuose.
Iš autorės knygos30 skyrius Žinučių siuntimas į praeitį Daugumoje, kaip ir mūsų branoje, vietos erdvėje, kur galima siųsti žinutes ir bet ką perkelti, yra ribojamos dėsnio, kad niekas negali keliauti greičiau už šviesą. Ištyrinėti