CASTLE.PRI.EE

Записи с меткой «звуковой канал»

Кто-то думает, что если уши отсутствуют, то существо – глухое. У птиц, лягушек, рыб, дельфинов, медуз отсутствуют наружные уши, а они прекрасно слышат. Сова, например, ночью охотится на мышей только на слух. Возможно, для жителей моря, звуки дают гораздо больше информации, чем для наземных обитателей.

Ухо человека плохо приспособлено к подводным звукам. К тому же многие звуки, которые используют подводные существа, находятся вне восприятия человека. Например, ультразвуки и инфразвуки. В области ультразвука общаются рыбы и дельфины.

Инфразвуки обычно издают крупные животные, например, киты. Кроме того, инфразвуки возникают во время шторма или землетрясения. Именно поэтому подводные и околоводные жители могут заранее подготовиться к сильному волнению на море. Скорость распространения звука в воде в пять раз больше, чем в воздухе. Рыбы могут услышать ураган, который бушует на расстоянии тысячи километров!

Например, киты могли свободно переговариваться инфразвуками, находясь на разных концах океана. Это, как мы сейчас говорим по мобильному телефону. Однако сейчас китам мешают шумы от океанских судов, гидролокаторы, наша мобильная связь и другое.

Как правило, дальность распространения звука под водой в море равна (в зависимости от мощности источника звука) десяткам или сотням километров. Но бывают случаи, когда звук распространяется гораздо дальше.

Американские учёные однажды проделали такой опыт: взорвали в Атлантике маленький заряд, а эхо взрыва было зафиксировано на Бермудских островах, удалённых от места эксперимента на 4500 километров. Для сравнения: в воздухе взрыв той же силы слышен на расстоянии всего в 4 километра, а в лесу – в пределах 200 метров.

В другом опыте взрыв был произведён у Бермудских островов, а сигнал услышан у берегов Австралии, то есть на расстоянии в 20 тысяч километров!

Явление сверхдальнего распространения звука в подводном звуковом канале специалисты использовали для создания спасательной системы «Софар». С кораблей и самолётов, терпящих бедствие, сбрасывались небольшие заряды весом от 0,5 до 2,5 килограмма, которые взрывались на глубине залегания оси звукового канала. Береговые посты, зафиксировав место взрыва, оперативно выясняли место катастрофы.

Подводный канал представляет собой слой воды в океане, в котором наблюдается сверхдальнее распространение звука, обусловленное его рефракцией.

Из Википедии: «В атмосфере рефракция обусловливается пространственными изменениями температуры воздуха, скорости и направления ветра. С высотой температура обычно понижается до -65 градусов на высоте 10 -15 км, соответственно и скорость звука уменьшается, поэтому лучи от источника звука, находящегося вблизи земной поверхности, загибаются кверху и звук, начиная с какого-то расстояния, перестаёт быть слышимым. Затем температура растёт, и на высоте 50 — 60 км повышается до +2 ˚С, потом снова падает и так далее. Если же температура воздуха с высотой увеличивается (температурная инверсия, которая часто возникает ночью), то лучи загибаются книзу и звук распространяется на большие расстояния».

Вопрос первый – это, что за температурные качели? Вопрос второй, если звуковые лучи с повышением температуры загибаются книзу и звук распространяется на большие расстояния, то после высоты 10 -15 км слышимость звука улучшится?

Из Википедии: «При распространении звука против ветра лучи загибаются кверху, а при распространении по ветру — к земной поверхности, что существенно улучшает слышимость звука. Рефракция звука в верхних слоях атмосферы может привести к образованию зон молчания и зон аномальной слышимости.

В океане рефракция звука обуславливается разнородностью свойств воды, главным образом по вертикали, вследствие изменения гидростатического давления с глубиной, изменения солёности и изменения температуры, возникающего вследствие разного прогрева массы воды солнечными лучами.
Рефракция в океане обусловливает образование зон тени, сверхдальнее распространение звука, фокусировку звука и ряд других особенностей распространения звука.

Имеется ещё одно определение. Акустика моря, учение о распространении акустических волн в океане. Первоначально полагали, что при сжатии вода следует закону Бойля—Мариотта, выведенному применительно к изотермическому изменению объема газа. Однако при таких условиях в воде возникали бы упругие звуковые волны, которые распространялись бы со скоростью меньшей, чем действительно наблюдаемая.

В действительности она составляет около 1500 м/сек. Отсюда следует, что благодаря большой частоте колебаний у тепла, выделяющегося при сжатии воды, отсутствует возможность его отвода в окружающую среду и сжатие происходит по адиабатическому закону (по закону Пуассона).

Распределение температуры и солености в океане таково, что до глубины около 1200 м, как правило, происходит уменьшение скорости звука. На больших глубинах скорость звука постепенно увеличивается, пройдя через минимум на глубине 1200 м.

Если вам было трудно понять по первым двум определениям, то имеется третье. С глубиной скорость звука уменьшается, но лишь до тех пор, пока понижается температура воды. Достигнув определенного уровня, скорость начинает возрастать из-за повышения гидростатического давления. Верхние и нижние границы звукового канала имеют глубину с равными скоростями звука. За ось канала принимается глубина с наименьшей скоростью распространения звука.

Сверхдальнее прохождение звука в канале объясняется тем, что звуковые лучи, почти полностью отражаясь от верхней и нижней границ звукового канала, остаются в его пределах, концентрируются и распространяются вдоль оси звукового канала.

Ну, а если и теперь сложно понять, то академик Л.М. Бреховский вам поможет: «Чтобы лучше понять это, вспомните, как ведёт себя уставший путник. Он предпочитает держаться теневой, более прохладной стороны, нести на своих плечах как можно меньше груза и двигаться с минимальной скоростью. Ведь только при этих условиях он сможет пройти максимальное расстояние. Звуковой луч в морской воде подобен этому путнику. Выйдя из источника, он уходит вверх от оси звукового канала. Но чем выше, тем теплее, и луч заворачивает вниз, в «холодок». И перестаёт углубляться, когда начнёт «ощущать» тяжесть повышающегося гидростатического давления».

Туманное объяснение. Я могу ошибаться, но, по-моему, у учёных отсутствует понятие об этом феномене, или они что-то скрывают.