Širjenje in slišnost zvoka v vodi. Zvok v različnih okoljih - Hipermarket znanja Kjer se zvočni valovi najhitreje širijo
.Zvok potuje petkrat hitreje v vodi kot v zraku. Povprečna hitrost je 1400 - 1500 m / s (hitrost širjenja zvoka v zraku je 340 m / s). Zdi se, da se tudi slišnost v vodi izboljšuje. Pravzaprav še zdaleč ni tako. Navsezadnje moč zvoka ni odvisna od hitrosti širjenja, temveč od amplitude zvočnih nihajev in sposobnosti zaznavanja slušnih organov. V polžu notranjega ušesa je Cortijev organ, ki ga sestavljajo slušne celice. Zvočni valovi vibrirajo bobnič, slušne koščice in membrano Cortijevega organa. Iz lasnih celic slednjih, ki zaznavajo zvočne vibracije, gre živčno vzburjenje v slušni center, ki se nahaja v temporalnem režnju možganov.
Zvočni val lahko vstopi v notranje uho človeka na dva načina: z zračno prevodnostjo skozi zunanji sluhovod, bobnič in slušne koščice srednjega ušesa ter s kostno prevodnostjo - vibriranjem kosti lobanje. Na površini prevladuje zračna prevodnost, pod vodo pa kostna. To potrjuje preprosta izkušnja. Pokrijte obe ušesi z dlanmi. Na površini se bo slišnost močno poslabšala, pod vodo pa tega ne opazimo.
Podvodne zvoke torej zaznava predvsem kostna prevodnost. Teoretično je to razloženo z dejstvom, da se zvočna odpornost vode približa zvočni odpornosti človeških tkiv. Zato je izguba energije pri prehodu zvočnih valov iz vode v kosti človeške glave manjša kot v zraku. Zračna prevodnost pod vodo skoraj izgine, saj je zunanji sluhovod napolnjen z vodo, majhna plast zraka v bližini bobniča pa slabo prenaša zvočne vibracije.
S poskusi so ugotovili, da je kostna prevodnost za 40 % manjša od zračne. Zato se slišnost pod vodo na splošno poslabša. Razpon slišnosti s kostno prevodnostjo zvoka ni odvisen toliko od jakosti kot od tona: višji kot je ton, dlje se zvok sliši.
Podvodni svet je za človeka svet tišine, kjer ni tujih zvokov. Zato je mogoče najpreprostejše zvočne signale zaznati pod vodo na precejšnjih razdaljah. Človek sliši udarec v kovinski kanister, potopljen v vodo, na razdalji 150-200 m, zvok klopotca na 100 m, zvonec na 60 m.
Zvoki, ki nastajajo pod vodo, so običajno neslišni na površini, tako kot se zvoki od zunaj ne slišijo pod vodo. Če želite zaznati podvodne zvoke, se morate vsaj delno potopiti. Če vstopite v vodo do kolen, začnete zaznavati zvok, ki ga še niste slišali. Med potapljanjem se glasnost povečuje. Še posebej dobro se sliši pri potopitvi glave.
Za oddajanje zvočnih signalov s površine je treba vir zvoka vsaj do polovice spustiti v vodo in jakost zvoka se bo spremenila. Orientacija pod vodo na uho je izjemno težka. V zraku pride zvok v eno uho 0,00003 sekunde prej kot v drugo. To vam omogoča, da določite lokacijo vira zvoka z napako le 1-3 °. Pod vodo zvok hkrati zaznavata obe ušesi in zato ni jasne, usmerjene zaznave. Napaka orientacije je 180°.
V posebej zastavljenem poskusu le posamezni lahki potapljači po dolgem tavanju in. iskanje je šlo na lokacijo vira zvoka, ki je bil od njih oddaljen 100-150 m. Ugotovljeno je bilo, da dolgotrajno sistematično usposabljanje omogoča razvoj sposobnosti precej natančne navigacije po zvoku pod vodo. Kakor hitro pa se trening ustavi, so njegovi rezultati izničeni.
Zvok se v vodi stokrat manj absorbira kot v zraku. Kljub temu je slišnost v vodnem okolju veliko slabša kot v ozračju. To je razloženo s posebnostmi človeškega dojemanja zvoka. V zraku zvok zaznavamo na dva načina: s prenosom zračnih tresljajev na bobniče (zračna prevodnost) in s tako imenovano kostno prevodnostjo, ko zvočne tresljaje zaznavamo in prenašamo do slušnega aparata preko kosti lobanje.
Odvisno od vrste potapljaške opreme potapljač zaznava zvok v vodi s prevlado zračne ali kostne prevodnosti. Prisotnost tridimenzionalne čelade, napolnjene z zrakom, vam omogoča zaznavanje zvoka z zračno prevodnostjo. Vendar pa je znatna izguba zvočne energije neizogibna zaradi odboja zvoka od površine čelade.
Pri sestopu brez opreme ali v opremi s tesno prilegajočo čelado prevladuje kostna prevodnost.
Značilnost zaznavanja zvoka pod vodo je tudi izguba sposobnosti določanja smeri do vira zvoka. To je posledica dejstva, da so človeški slušni organi prilagojeni hitrosti širjenja zvoka v zraku in določajo smer do vira zvoka zaradi razlike v času prihoda zvočnega signala in relativne ravni zvočnega tlaka, ki ga zazna vsako uho. Zahvaljujoč napravi ušesa lahko oseba v zraku določi, kje se nahaja vir zvoka - spredaj ali zadaj, tudi z enim ušesom. V vodi so stvari drugačne. Hitrost širjenja zvoka v vodi je 4,5-krat večja kot v zraku. Zato postane razlika v času sprejema zvočnega signala z vsakim ušesom tako majhna, da postane skoraj nemogoče določiti smer do vira zvoka.
Pri uporabi trde čelade kot dela opreme je možnost določanja smeri do vira zvoka praviloma izključena.
Biološki učinki plinov na človeško telo
Vprašanje biološkega učinka plinov ni bilo postavljeno naključno in je posledica dejstva, da se procesi izmenjave plinov med človeškim dihanjem v normalnih pogojih in v tako imenovanem hiperbaričnem (to je pod visokim pritiskom) bistveno razlikujejo.
Znano je, da je navaden atmosferski zrak, ki ga dihamo, neprimeren za dihanje pilotov pri poletih na velikih višinah. Prav tako se omejeno uporablja za dihanje potapljačev. Pri spuščanju v globino nad 60 m ga nadomestijo posebne plinske mešanice.
Razmislite o glavnih lastnostih plinov, ki jih potapljači uporabljajo za dihanje v čisti obliki in v mešanici z drugimi.
Po svoji sestavi je zrak mešanica različnih plinov. Glavne sestavine zraka so: kisik - 20,9%, dušik - 78,1%, ogljikov dioksid - 0,03%. Poleg tega zrak v majhnih količinah vsebuje: argon, vodik, helij, neon, pa tudi vodno paro.
Pline, ki sestavljajo atmosfero, lahko glede na njihov vpliv na človeško telo razdelimo v tri skupine: kisik – nenehno se porablja za »vzdrževanje vseh življenjskih procesov; dušik, helij, argon itd. – ne sodelujejo pri izmenjavi plinov; ogljikov dioksid - pri povečani koncentraciji je škodljiv za organizem.
kisik(O2) je brezbarven plin brez okusa in vonja z gostoto 1,43 kg/m3. Za človeka je zelo pomemben kot udeleženec vseh oksidativnih procesov v telesu. V procesu dihanja se kisik v pljučih poveže s hemoglobinom v krvi in se prenaša po telesu, kjer ga celice in tkiva nenehno porabljajo. Prekinitev oskrbe ali celo zmanjšanje oskrbe tkiv povzroči stradanje kisika, ki ga spremlja izguba zavesti in v hudih primerih prekinitev življenja. To stanje se lahko pojavi, ko vsebnost kisika v vdihanem zraku pri normalnem tlaku pade pod 18,5 %. Po drugi strani pa s povečanjem vsebnosti kisika v vdihani mešanici ali pri dihanju pod pritiskom, ki presega dovoljeno, kisik pokaže toksične lastnosti - pride do zastrupitve s kisikom.
Dušik(N) - plin brez barve, vonja in okusa z gostoto 1,25 kg / m3, je glavni del atmosferskega zraka po prostornini in masi. V normalnih pogojih je fiziološko nevtralen, ne sodeluje pri presnovi. Ker pa tlak narašča z globino potapljanja, dušik preneha biti nevtralen in na globini 60 metrov ali več kaže izrazite narkotične lastnosti.
Ogljikov dioksid(CO2) je brezbarven plin kislega okusa. Je 1,5-krat težji od zraka (gostota 1,98 kg/m3), zato se lahko kopiči v spodnjih delih zaprtih in slabo prezračevanih prostorov.
Ogljikov dioksid nastaja v tkivih kot končni produkt oksidativnih procesov. Določena količina tega plina je vedno prisotna v telesu in sodeluje pri uravnavanju dihanja, presežek pa se s krvjo prenese v pljuča in odstrani z izdihanim zrakom. Količina ogljikovega dioksida, ki ga izpusti človek, je odvisna predvsem od stopnje telesne aktivnosti in funkcionalnega stanja telesa. S pogostim, globokim dihanjem (hiperventilacija) se vsebnost ogljikovega dioksida v telesu zmanjša, kar lahko povzroči zastoj dihanja (apneja) in celo izgubo zavesti. Po drugi strani pa povečanje njegove vsebnosti v dihalni mešanici nad dovoljeno povzroči zastrupitev.
Od drugih plinov, ki sestavljajo zrak, je največja uporaba med potapljači helij(Ne). Je inerten plin, brez vonja in okusa. Zaradi nizke gostote (približno 0,18 kg / m3) in bistveno manjše sposobnosti povzročanja narkotičnih učinkov pri visokih tlakih se pogosto uporablja kot nadomestek dušika za pripravo umetnih dihalnih mešanic med spuščanjem v velike globine.
Vendar pa uporaba helija v sestavi dihalnih mešanic vodi do drugih nezaželenih pojavov. Njegova visoka toplotna prevodnost in posledično povečan prenos telesne toplote zahtevata povečano toplotno zaščito oziroma aktivno ogrevanje potapljačev.
Zračni tlak. Znano je, da ima ozračje okoli nas maso in pritiska na površino zemlje in vse predmete na njej. Atmosferski tlak, izmerjen na morski gladini, se uravnoteži v ceveh s presekom G cm2 s stebrom živega srebra, visokim 760 mm, ali z vodo, visokim 10,33 m. Če to živo srebro ali vodo stehtamo, bo njuna masa 1,033 kg. To pomeni, da je "normalni atmosferski tlak enak 1,033 kgf / cm2, kar je v sistemu SI enakovredno 103,3 kPa *. (* V sistemu SI je enota za tlak paskal (Pa). Če je potrebna pretvorba, uporabljena razmerja: 1 kgf / cm1 \u003d 105 Pa \u003d 102 kPa \u003d \u003d * 0,1 MPa.).
Vendar pa je v praksi potapljaških izračunov neprijetno uporabljati tako natančne merske enote. Zato se za enoto tlaka vzame tlak, ki je numerično enak 1 kgf / cm2, kar se imenuje tehnična atmosfera (at). Ena tehnična atmosfera ustreza tlaku 10 m vodnega stolpca.
Zrak se zlahka stisne, ko se tlak poveča, pri čemer se prostornina zmanjša sorazmerno s tlakom. Tlak stisnjenega zraka se meri z manometri, ki prikazujejo nadtlak , tj. tlak nad atmosferskim. Enota nadtlaka je označena z ati. Imenuje se vsota nadtlaka in atmosferskega tlaka absolutni tlak(ata).
V normalnih zemeljskih razmerah zrak z vseh strani enakomerno pritiska na človeka. Glede na to, da je površina človeškega telesa v povprečju 1,7-1,8 m2, je sila zračnega tlaka, ki pada nanjo, 17-18 tisoč kgf (17-18 tf). Vendar pa človek tega pritiska ne čuti, saj je njegovo telo 70% sestavljeno iz praktično nestisljivih tekočin, v notranjih votlinah - pljučih, srednjem ušesu itd. - Uravnotežen je s protitlakom zraka, ki je tam in komunicira z vzdušjem.
Ko je oseba potopljena v vodo, je izpostavljena prekomernemu tlaku vodnega stolpca nad njim, ki se poveča za 1 ati vsakih 10 m. Spremembe tlaka lahko povzročijo bolečino in stiskanje, da bi to preprečil, mora potapljač dovajati zrak za dihanje pod pritiskom. enak absolutnemu tlaku okolja.
Ker imajo potapljači opravka s stisnjenim zrakom ali mešanicami plinov, je primerno, da se spomnimo osnovnih zakonov, ki jih upoštevajo, in podamo nekaj formul, potrebnih za praktične izračune.
Zrak se tako kot drugi realni plini in plinske mešanice z določenim približkom podreja fizikalnim zakonom, ki absolutno veljajo za idealne pline.
POTAPLJAŠKA OPREMA
Potapljaška oprema je skupek naprav in izdelkov, ki jih ima potapljač na sebi za zagotavljanje življenja in dela v vodnem okolju za določen čas.
Potapljaška oprema je primerna za svoj namen, če lahko zagotovi:
dihanje osebe, ko opravlja delo pod vodo;
izolacija in toplotna zaščita pred izpostavljenostjo hladni vodi;
zadostna mobilnost in stabilen položaj pod vodo;
varnost med potopitvijo, izhodom na površino in med delom;
varna povezava s površino.
Glede na naloge, ki jih je treba rešiti, se potapljaška oprema deli na:
po globini uporabe - za opremo za plitve (srednje) globine in globoko morje;
glede na način zagotavljanja mešanice dihalnih plinov - za avtonomno in cevno;
glede na način toplotne zaščite - za opremo s pasivno toplotno zaščito, električno in vodno ogrevano;
glede na način izolacije - za opremo z vodo in plinom neprepustnimi mokrimi oblekami "suhega" tipa in prepustnega "mokrega" tipa.
Najbolj popolna predstava o funkcionalnih značilnostih delovanja potapljaške opreme je podana z njeno razvrstitvijo glede na način vzdrževanja sestave plinske mešanice, potrebne za dihanje. Tu se loči oprema:
prezračevano;
z odprto dihalno shemo;
s polzaprtim vzorcem dihanja;
z zaprtim dihanjem.
Na velike razdalje se zvočna energija širi le po blagih žarkih, ki se ne dotikajo oceanskega dna do konca. V tem primeru je omejitev, ki jo medij nalaga razponu širjenja zvoka, njegova absorpcija v morski vodi. Glavni mehanizem absorpcije je povezan z relaksacijskimi procesi, ki spremljajo kršitev termodinamičnega ravnovesja med ioni in molekulami soli, raztopljenimi v vodi, z zvočnim valom. Treba je opozoriti, da ima glavno vlogo pri absorpciji v širokem razponu zvočnih frekvenc magnezijeva sulfidna sol MgSO4, čeprav je njen odstotek v morski vodi precej majhen - skoraj 10-krat manjši kot na primer kamena sol NaCl, ki kljub temu nima pomembne vloge pri absorpciji zvoka.
Absorpcija v morski vodi je na splošno večja, čim višja je frekvenca zvoka. Pri frekvencah od 3-5 do vsaj 100 kHz, kjer prevladuje zgornji mehanizem, je absorpcija sorazmerna s frekvenco na moč približno 3/2. Pri nižjih frekvencah se aktivira nov absorpcijski mehanizem (verjetno zaradi prisotnosti borovih soli v vodi), ki postane še posebej opazen v območju stotin hercev; tukaj je stopnja absorpcije nenormalno visoka in pada veliko počasneje z padajočo frekvenco.
Da bi si jasneje predstavljali kvantitativne značilnosti absorpcije v morski vodi, ugotavljamo, da je zaradi tega učinka zvok s frekvenco 100 Hz oslabljen za faktor 10 na poti 10 tisoč km in s frekvenco 10 kHz - na razdalji le 10 km (slika 2). Za podvodno komunikacijo na dolge razdalje, za zaznavanje podvodnih ovir na velike razdalje ipd., se torej lahko uporabljajo le nizkofrekvenčni zvočni valovi.
Slika 2 – Razdalje, na katerih zvoki različnih frekvenc oslabijo 10-krat, ko se širijo v morski vodi.
V območju zvočnih zvokov za frekvenčno območje 20-2000 Hz obseg širjenja zvokov srednje intenzivnosti pod vodo doseže 15-20 km, v območju ultrazvoka pa 3-5 km.
Na podlagi vrednosti dušenja zvoka, opaženih v laboratorijskih pogojih v majhnih količinah vode, bi pričakovali veliko večje razpone. Vendar pa v naravnih razmerah poleg dušenja zaradi lastnosti vode same (ti viskoznega dušenja) vpliva tudi njeno sipanje in absorpcija z različnimi nehomogenostmi medija.
Lom zvoka ali ukrivljenost poti zvočnega žarka je posledica heterogenosti lastnosti vode, predvsem po navpičnici, zaradi treh glavnih razlogov: spremembe hidrostatičnega tlaka z globino, spremembe slanosti in spremembe temperature zaradi neenakomernega segrevanja vodne mase s sončnimi žarki. Zaradi skupnega delovanja teh vzrokov se hitrost širjenja zvoka, ki znaša približno 1450 m/s za sladko vodo in okoli 1500 m/s za morsko vodo, spreminja z globino, zakon spreminjanja pa je odvisen od letnega časa. , čas dneva, globina rezervoarja in številni drugi razlogi. Zvočni žarki, ki izhajajo iz vira pod določenim kotom glede na obzorje, so ukrivljeni, smer upogiba pa je odvisna od porazdelitve hitrosti zvoka v mediju. Poleti, ko so zgornje plasti toplejše od spodnjih, se žarki upognejo navzdol in se večinoma odbijajo od dna ter izgubijo precejšen del svoje energije. Nasprotno, pozimi, ko spodnje plasti vode ohranjajo svojo temperaturo, medtem ko se zgornje ohlajajo, se žarki upognejo navzgor in se večkrat odbijejo od vodne površine, pri čemer se izgubi veliko manj energije. Zato je pozimi razdalja širjenja zvoka večja kot poleti. Zaradi loma, t.i. mrtve cone, tj. območja blizu vira, kjer ni slišnosti.
Prisotnost refrakcije pa lahko privede do povečanja obsega širjenja zvoka - pojav ultra dolgega širjenja zvoka pod vodo. Na neki globini pod gladino vode je plast, v kateri se zvok širi z najmanjšo hitrostjo; nad to globino se hitrost zvoka povečuje zaradi naraščanja temperature, pod njo pa zaradi naraščanja hidrostatičnega tlaka z globino. Ta plast je neke vrste podvodni zvočni kanal. Žarek, ki je zaradi loma odklonjen od osi kanala navzgor ali navzdol, vedno teži nazaj vanj. Če v to plast postavimo zvočni vir in sprejemnik, lahko tudi zvoke srednje intenzivnosti (na primer eksplozije majhnih nabojev 1-2 kg) posnamemo na razdaljah več sto in tisoč kilometrov. Znatno povečanje obsega širjenja zvoka v prisotnosti podvodnega zvočnega kanala je mogoče opaziti, ko vir zvoka in sprejemnik nista nujno blizu osi kanala, ampak na primer blizu površine. V tem primeru žarki, ki se lomijo navzdol, vstopijo v globoke plasti, kjer se odmaknejo navzgor in ponovno pridejo na površje na razdalji več deset kilometrov od vira. Nadalje se ponavlja vzorec širjenja žarkov in posledično nastane zaporedje t.i. sekundarno osvetljena območja, ki so običajno začrtana na razdalje več sto km.
Na širjenje visokofrekvenčnih zvokov, zlasti ultrazvokov, ko so valovne dolžine zelo majhne, vplivajo majhne nehomogenosti, ki jih običajno najdemo v naravnih rezervoarjih: mikroorganizmi, plinski mehurčki itd. Te nehomogenosti delujejo na dva načina: absorbirajo in razpršijo energijo zvočnih valov. Posledično se s povečanjem frekvence zvočnih vibracij zmanjša obseg njihovega širjenja. Ta učinek je še posebej opazen v površinski plasti vode, kjer je največ nehomogenosti. Razprševanje zvoka na nehomogenostih, pa tudi na nepravilnostih na vodni površini in dnu, povzroči pojav podvodnega odmeva, ki spremlja pošiljanje zvočnega impulza: zvočni valovi, ki se odbijajo od kombinacije nehomogenosti in združujejo, povzročijo zaostritev zvočni impulz, ki se nadaljuje po njegovem koncu, podobno kot pri odmevanju v zaprtih prostorih. Podvodni odmev je precej pomembna motnja za številne praktične uporabe hidroakustike, zlasti za sonar.
Meje dometa širjenja podvodnih zvokov omejuje tudi t.i. lastni šumi morja, ki imajo dvojen izvor. Del hrupa nastane zaradi udarca valov na gladino vode, zaradi valovanja valov, zaradi hrupa kotalečih se kamenčkov itd. Drugi del je povezan z morsko favno; to vključuje zvoke, ki jih proizvajajo ribe in druge morske živali.
Zvok je ena od sestavin našega življenja in človek ga sliši povsod. Da bi podrobneje obravnavali ta pojav, moramo najprej razumeti sam koncept. Če želite to narediti, se morate sklicevati na enciklopedijo, kjer je zapisano, da so "zvok elastični valovi, ki se širijo v katerem koli elastičnem mediju in v njem ustvarjajo mehanske vibracije." Preprosteje rečeno, to so slišne vibracije v katerem koli mediju. Glavne značilnosti zvoka so odvisne od tega, kaj je. Prvič, hitrost širjenja, na primer, v vodi je drugačna kot v drugem mediju.
Vsak zvočni analog ima določene lastnosti (fizične lastnosti) in kvalitete (odsev teh lastnosti v človeških občutkih). Na primer trajanje-trajanje, frekvenca-ton, kompozicija-ton itd.
Hitrost zvoka v vodi je veliko večja kot recimo v zraku. Zato se širi hitreje in je veliko dlje slišen. To se zgodi zaradi visoke molekulske gostote vodnega medija. Je 800-krat gostejši od zraka in jekla. Iz tega sledi, da je širjenje zvoka v veliki meri odvisno od medija. Poglejmo konkretne številke. Torej je hitrost zvoka v vodi 1430 m / s, v zraku - 331,5 m / s.
Nizkofrekvenčni zvok, kot je hrup, ki ga povzroča ladijski motor, se vedno sliši malo preden ladja vstopi v vidno polje. Njegova hitrost je odvisna od več stvari. Če se temperatura vode dvigne, se seveda poveča tudi hitrost zvoka v vodi. Enako se zgodi s povečanjem slanosti vode in tlaka, ki narašča z večanjem globine vodnega prostora. Posebno vlogo pri hitrosti ima lahko takšen pojav, kot so toplotni klini. To so mesta, kjer se stikajo plasti vode različnih temperatur.
Tudi na takšnih mestih je drugače (zaradi razlike v temperaturnih razmerah). In ko zvočni valovi prehajajo skozi takšne plasti različne gostote, izgubijo večino svoje moči. Soočen s termoklino se zvočni val delno, včasih pa popolnoma odbije (stopnja odboja je odvisna od kota, pod katerim zvok pade), nato pa se na drugi strani tega mesta oblikuje senčno območje. Če upoštevamo primer, ko se vir zvoka nahaja v vodnem prostoru nad termoklino, potem bo skoraj nemogoče slišati nekaj še nižje.
Ki se objavijo nad gladino, se nikoli ne slišijo v sami vodi. In obratno se zgodi, ko je pod vodno plastjo: nad njo se ne sliši. Osupljiv primer tega so sodobni potapljači. Njihov sluh je močno zmanjšan zaradi dejstva, da voda vpliva in velika hitrost zvoka v vodi zmanjšuje kakovost določanja smeri, iz katere se premika. To otopli stereofonično sposobnost zaznavanja zvoka.
Pod plastjo vode pridejo v človeško uho večinoma skozi kosti lobanje glave in ne, kot v ozračju, skozi bobniče. Rezultat tega procesa je istočasno zaznavanje z obema ušesoma. Človeški možgani v tem trenutku ne morejo razločiti mest, od koder prihajajo signali, in v kakšni intenzivnosti. Posledica je pojav zavesti, da se zvok tako rekoč vali z vseh strani hkrati, čeprav temu še zdaleč ni tako.
Poleg zgoraj navedenega imajo zvočni valovi v vodnem prostoru lastnosti, kot so absorpcija, divergenca in sipanje. Prvi je, ko moč zvoka v slani vodi postopoma izgine zaradi trenja vodnega okolja in soli v njem. Divergenca se kaže v odstranitvi zvoka od njegovega vira. Zdi se, da se v prostoru raztaplja kot svetloba, posledično pa njena intenzivnost močno upade. In nihanja popolnoma izginejo zaradi sipanja na vseh vrstah ovir, nehomogenosti medija.
Prenos zvoka
Ne mislite, da se zvok prenaša le po zraku. Lahko prehaja skozi druge snovi - plinaste, tekoče, celo trdne. Zvok v vodi potuje več kot štirikrat hitreje kot v zraku.
Če dvomite, da se zvok lahko prenaša po vodi, vprašajte delavce, ki so bili v podvodnih objektih: potrdili bodo, da so obalni zvoki jasno slišni pod vodo.
In od ribičev boste izvedeli, da se ribe razbežijo ob najmanjšem sumljivem hrupu na obali.
Znanstveniki so pred 200 leti natančno izmerili, kako hitro zvok potuje pod vodo. To je bilo storjeno na enem od švicarskih jezer - na Ženevi. Dva fizika sta sedla v čolne in se ločila tri kilometre drug od drugega. Na strani enega čolna je pod vodo visel zvon, po katerem se je dalo udariti s kladivom z dolgim ročajem. Ta ročaj je bil povezan z napravo za vžig smodnika v majhnem možnarju, nameščenem na premcu čolna: hkrati z udarcem v zvon se je razplamtel smodnik in daleč naokrog je bil viden svetel blisk. Seveda bi lahko videl ta blisk in fizik, ki je sedel v drugem čolnu in poslušal zvok zvona v cevi, spuščeni pod vodo. Z zakasnitvijo zvoka v primerjavi z bliskom so določili, koliko sekund je zvok tekel po vodi od enega čolna do drugega. S temi poskusi so ugotovili, da zvok v vodi potuje približno 1440 m na sekundo.
Trdi elastični materiali, kot so lito železo, les, kosti, še bolje in hitreje prenašajo zvok. Prislonite uho na konec dolgega lesenega trama ali hloda in prosite prijatelja, naj s palico udari po nasprotnem koncu, zaslišali boste grmeč zvok udarca, ki se bo prenašal po celotni dolžini trama. Če je okolica dovolj tiha in zunanji zvoki ne motijo, potem je mogoče celo slišati tiktakanje ure, ki je pritrjena na nasprotnem koncu skozi palico. Zvok se dobro prenaša tudi skozi železne tirnice ali nosilce, skozi litoželezne cevi, skozi zemljo. Če prisloniš uho k tlom, slišiš topot konjskih nog veliko prej, preden seže po zraku; in slišijo se na ta način zvoki topovskih strelov iz tako oddaljenih pušk, katerih ropot sploh ne seže po zraku. Elastični trdni materiali tako dobro prenašajo zvok; mehka tkiva, ohlapni, neelastični materiali zelo slabo prepuščajo zvok skozi sebe - ga "vpijejo". Zato na vrata obesijo debele zavese, če želijo, da zvok ne doseže sosednje sobe. Podobno na zvok vplivajo preproge, oblazinjeno pohištvo, obleka.
To besedilo je uvodni del. Iz knjige Najnovejša knjiga dejstev. Volume 3 [Fizika, kemija in tehnologija. Zgodovina in arheologija. Razno] avtor Kondrašov Anatolij Pavlovič Iz knjige Fizika na vsakem koraku avtor Perelman Yakov IsidorovichHitrost zvoka Ste že kdaj od daleč opazovali drvarja, kako seka drevo? Ali pa ste morda v daljavi opazovali mizarja, ki je delal in zabijal žeblje? Morda ste pri tem opazili zelo nenavadno stvar: udarec se ne sliši, ko se sekira zadene v drevo oz
Iz knjige Gibanje. Toplota avtor Kitaygorodsky Alexander IsaakovičMoč zvoka Kako zvok slabi z razdaljo? Fizik vam bo povedal, da zvok slabi "obratno sorazmerno s kvadratom razdalje." To pomeni naslednje: da se zvok zvona na trojni razdalji sliši tako glasno kot na eni sami razdalji, morate hkrati
Iz knjige Nikole Tesle. PREDAVANJA. ČLANKI. avtor Tesla NikolaHitrost zvoka Ne bojte se groma po streli. Gotovo ste slišali za to. In zakaj? Dejstvo je, da svetloba potuje neprimerljivo hitreje kot zvok, skoraj v trenutku. Grom in strela se pojavita v istem trenutku, vendar strelo vidimo
Iz knjige Za mlade fizike [Doživetja in zabava] avtor Perelman Yakov IsidorovichBarva zvoka. Videli ste, kako je kitara uglašena - struna se vleče na klinih. Če izberete dolžino strune in stopnjo napetosti, bo struna ob dotiku oddala zelo specifičen ton, če pa poslušate zvok strune tako, da se je dotikate na različnih mestih -
Iz knjige Kaj pove svetloba avtor Suvorov Sergej GeorgijevičZvočna energija Vsi delci zraka, ki obdajajo zveneče telo, nihajo. Kot smo ugotovili v poglavju V, ima materialna točka, ki niha po sinusnem zakonu, določeno in nespremenjeno skupno energijo.Ko nihajna točka prečka položaj
Iz knjige Kako razumeti kompleksne zakone fizike. 100 preprostih in zabavnih doživetij za otroke in njihove starše avtor Dmitrijev Aleksander StanislavovičDušenje zvoka z razdaljo Od sondira se zvočno valovanje širi seveda v vse smeri.Narišimo v mislih dve krogli različnih polmerov blizu vira zvoka. Seveda bo zvočna energija, ki gre skozi prvo kroglo, prešla tudi skozi drugo kroglo
Iz knjige Medzvezdje: znanost v zakulisju avtor Thorn Kip StevenOdboj zvoka V tem razdelku bomo predpostavili, da je dolžina zvočnega vala dovolj majhna in se zato zvok širi po žarkih. Kaj se zgodi, ko tak zvočni žarek pade iz zraka na trdno površino? Jasno je, da gre v tem primeru za refleksijo
Iz avtorjeve knjigeODKRITJE NEPRIČAKOVANIH LASTNOSTI OZRAČJA - ČUDNI EKSPERIMENTI - PRENOS ELEKTRIČNE ENERGIJE PO ENEM ŽICU BREZ POVRATKA - PRENOS SKOZI ZEMLJO SPLOH BREZ ŽIC Drugi od teh razlogov je, da sem spoznal, da je prenos električne energije
Iz avtorjeve knjigePRENOS ELEKTRIČNE ENERGIJE BREZ ŽIC* Proti koncu leta 1898 so me dolgoletne sistematične raziskave za izboljšanje načina prenosa električne energije skozi naravno okolje pripeljale do razumevanja treh pomembnih potreb; prvi -
Iz avtorjeve knjige Iz avtorjeve knjigePrenos zvoka z radijskim cevnim generatorjem, katerega shema je prikazana na sl. 24 ustvarja radijske emisije z nespremenjenimi parametri. Naredimo majhen dodatek k temu: na vezje, ki napaja napetost v mreži elektronske žarnice, ga bomo povezali z indukcijo
Iz avtorjeve knjige48 Prenos energije skozi snov Za poskus potrebujemo: ducat kovancev za rubelj. Z različnimi valovi smo se že srečali. Tukaj je še en stari eksperiment, ki izgleda precej smešno in prikazuje, kako val prehaja skozi predmet. Vzemite malenkost - kovance, na primer
Iz avtorjeve knjige30. Prenos sporočil v preteklost Nabor pravil za gledalca Preden je Christopher Nolan režiral Medzvezdje in predelal scenarij, mi je njegov brat Jonah povedal o naboru pravil.
Iz avtorjeve knjige30. poglavje Sporočila preteklosti Za informacije o tem, kako si sodobni fiziki predstavljajo potovanje nazaj v čas v štirih prostorsko-časovnih razsežnostih brez mase, glejte zadnje poglavje Črne luknje in gube časa [Thorn 2009], poglavja
Iz avtorjeve knjige30. poglavje Pošiljanje sporočil v preteklost V večini, tako kot v naši brani, so položaji v prostor-času, kjer se lahko pošiljajo sporočila in kar koli premika, omejeni z zakonom, da nič ne more potovati hitreje od svetlobe. Raziskovati