Prenos zvuka u vodi. Školska enciklopedija

Zvuk putuje kroz zvučne talase. Ovi talasi prolaze ne samo kroz gasove i tečnosti, već i kroz čvrsta tela. Djelovanje bilo kojeg valova je uglavnom u prijenosu energije. U slučaju zvuka, transport ima oblik sitnih pokreta na molekularnom nivou.

U gasovima i tečnostima zvučni talas pomera molekule u pravcu njihovog kretanja, odnosno u pravcu talasne dužine. U čvrstim tijelima, zvučne vibracije molekula također se mogu javiti u smjeru okomitom na val.

Zvučni valovi se šire od svojih izvora u svim smjerovima, kao što je prikazano na slici desno, koja prikazuje metalno zvono koje se povremeno sudara sa svojim jezikom. Ovi mehanički sudari uzrokuju vibriranje zvona. Energija vibracija prenosi se na molekule okolnog zraka i oni se odguruju od zvona. Kao rezultat, povećava se pritisak u sloju zraka pored zvona, koji se zatim širi u valovima u svim smjerovima od izvora.

Brzina zvuka je nezavisna od jačine ili tona. Svi zvuci radija u prostoriji, glasni ili tihi, visoki ili tihi, dopiru do slušaoca u isto vrijeme.

Brzina zvuka ovisi o vrsti medija u kojem se širi i o njegovoj temperaturi. U plinovima, zvučni valovi putuju sporo jer njihova razrijeđena molekularna struktura malo se suprotstavlja kompresiji. U tečnostima se brzina zvuka povećava, a u čvrstim materijama postaje još brža, kao što je prikazano na donjem dijagramu u metrima u sekundi (m/s).

talasna staza

Zvučni valovi se šire u zraku na način sličan onom prikazanom na dijagramima desno. Frontovi talasa kreću se od izvora na određenoj udaljenosti jedan od drugog, određenom frekvencijom oscilacija zvona. Frekvencija zvučnog talasa se određuje brojanjem talasnih frontova koji prolaze kroz datu tačku u jedinici vremena.

Front zvučnog talasa se udaljava od vibrirajućeg zvona.

U ravnomjerno zagrijanom zraku, zvuk putuje konstantnom brzinom.

Drugi front prati prvi na udaljenosti jednakoj talasnoj dužini.

Intenzitet zvuka je maksimalan u blizini izvora.

Grafički prikaz nevidljivog talasa

Zvučno sondiranje dubina

Snop sonara, koji se sastoji od zvučnih talasa, lako prolazi kroz okeansku vodu. Princip rada sonara zasniva se na činjenici da se zvučni talasi odbijaju od okeanskog dna; ovaj uređaj se obično koristi za određivanje karakteristika podvodnog reljefa.

Elastični čvrsti materijali

Zvuk se širi u drvenoj ploči. Molekuli većine čvrstih tijela vezani su u elastičnu prostornu rešetku, koja je slabo komprimirana i istovremeno ubrzava prolazak zvučnih valova.

Osnovni zakoni širenja zvuka uključuju zakone njegovog odraza i prelamanja na granicama različitih medija, kao i difrakciju zvuka i njegovo raspršivanje u prisustvu prepreka i nehomogenosti u mediju i na međuprostorima između medija.

Na udaljenost širenja zvuka utječe faktor apsorpcije zvuka, odnosno nepovratan prijenos energije zvučnog valova u druge vrste energije, posebno u toplinu. Važan faktor je i pravac zračenja i brzina širenja zvuka, koja zavisi od sredine i njenog specifičnog stanja.

Akustični valovi se šire iz izvora zvuka u svim smjerovima. Ako zvučni val prođe kroz relativno malu rupu, onda se širi u svim smjerovima, a ne ide u usmjerenom snopu. Na primjer, ulični zvuci koji prodiru kroz otvoren prozor u prostoriju čuju se na svim njezinim mjestima, a ne samo na prozoru.

Priroda širenja zvučnih talasa na prepreci zavisi od odnosa između dimenzija prepreke i talasne dužine. Ako su dimenzije prepreke male u odnosu na valnu dužinu, tada val teče oko ove prepreke, šireći se u svim smjerovima.

Zvučni valovi, prodirući iz jednog medija u drugi, odstupaju od prvobitnog smjera, odnosno prelamaju se. Ugao prelamanja može biti veći ili manji od upadnog ugla. Zavisi iz kojeg medija dolazi zvuk. Ako je brzina zvuka u drugom mediju veća, tada će ugao prelamanja biti veći od upadnog ugla, i obrnuto.

Nailazeći na prepreku na svom putu, zvučni valovi se odbijaju od nje prema strogo definiranom pravilu - ugao refleksije jednak je kutu upada - s tim je povezan koncept eha. Ako se zvuk reflektira od nekoliko površina na različitim udaljenostima, javlja se više odjeka.

Zvuk se širi u obliku divergentnog sfernog talasa koji ispunjava sve veći volumen. Kako se udaljenost povećava, oscilacije čestica medija slabe, a zvuk se raspršuje. Poznato je da za povećanje udaljenosti prijenosa zvuk mora biti koncentrisan u datom smjeru. Kada želimo, na primjer, da nas čuju, stavljamo ruke na usta ili koristimo usnik.

Difrakcija, odnosno savijanje zvučnih zraka, ima veliki uticaj na opseg širenja zvuka. Što je medij heterogeniji, to je zvučni snop više savijen i, shodno tome, kraća je udaljenost širenja zvuka.

širenje zvuka

Zvučni talasi se mogu širiti u vazduhu, gasovima, tečnostima i čvrstim materijama. Talasi se ne formiraju u bezvazdušnom prostoru. To se može lako vidjeti iz jednostavnog eksperimenta. Ako se električno zvono stavi ispod hermetičke kapice iz koje se evakuiše vazduh, nećemo čuti nikakav zvuk. Ali čim se poklopac napuni zrakom, javlja se zvuk.

Brzina širenja oscilatornih kretanja od čestice do čestice zavisi od sredine. U davna vremena, ratnici su prislanjali uši na zemlju i tako otkrivali neprijateljsku konjicu mnogo ranije nego što se činilo na vidiku. A čuveni naučnik Leonardo da Vinči napisao je u 15. veku: „Ako, dok ste na moru, spustite otvor cevi u vodu, a drugi kraj prislonite na uvo, čućete buku brodova veoma udaljenih od ti.”

Brzinu zvuka u vazduhu prvi put je izmerila Milanska akademija nauka u 17. veku. Na jednom brdu postavljen je top, a na drugom osmatračnica. Vrijeme je zabilježeno i u trenutku snimanja (bljeskom) i u trenutku prijema zvuka. Iz udaljenosti između osmatračnice i topa i vremena nastanka signala, brzinu širenja zvuka više nije bilo teško izračunati. Ispostavilo se da je jednako 330 metara u sekundi.

U vodi je brzina širenja zvuka prvi put izmjerena 1827. godine na Ženevskom jezeru. Dva čamca su bila jedan od drugog na udaljenosti od 13847 metara. Na prvom je ispod dna okačeno zvono, a na drugom je u vodu spušten običan hidrofon (rog). Na prvom čamcu, u isto vrijeme kada je zvono, zapaljen je barut, na drugom posmatraču, u trenutku bljeska, pokrenuo je štopericu i počeo da čeka da stigne zvučni signal sa zvona. . Ispostavilo se da zvuk putuje više od 4 puta brže u vodi nego u vazduhu, tj. pri brzini od 1450 metara u sekundi.

Brzina širenja zvuka

Što je veća elastičnost medija, to je veća brzina: u gumi50, u zraku330, u vodi1450, a u čeliku - 5000 metara u sekundi. Kad bismo mi, koji smo bili u Moskvi, mogli vikati tako glasno da bi zvuk stigao do Peterburga, tada bismo se tamo čuli samo za pola sata, a ako bi se zvuk širio na istoj udaljenosti u čeliku, primili bismo ga za dvije minute .

Na brzinu širenja zvuka utiče stanje istog medija. Kada kažemo da zvuk putuje u vodi brzinom od 1450 metara u sekundi, to nikako ne znači da u bilo kojoj vodi i pod bilo kojim uslovima. S povećanjem temperature i saliniteta vode, kao i s povećanjem dubine, a time i hidrostatskog tlaka, brzina zvuka se povećava. Ili uzmi čelik. I ovdje brzina zvuka ovisi i o temperaturi i o kvalitativnom sastavu čelika: što više ugljika sadrži, to je tvrđi, zvuk se u njemu brže širi.

Nailazeći na prepreku na svom putu, zvučni valovi se odbijaju od nje prema strogo definiranom pravilu: ugao refleksije jednak je upadnom kutu. Zvučni valovi koji dolaze iz zraka gotovo se u potpunosti reflektiraju prema gore od površine vode, a zvučni valovi koji dolaze iz izvora u vodi reflektiraju se prema dolje od nje.

Zvučni talasi, prodirući iz jednog medija u drugi, odstupaju od svog prvobitnog položaja, tj. se lome. Ugao prelamanja može biti veći ili manji od upadnog ugla. Zavisi od medija iz kojeg zvuk prodire. Ako je brzina zvuka u drugom mediju veća nego u prvom, tada će ugao prelamanja biti veći od upadnog ugla i obrnuto.

U zraku se zvučni valovi šire u obliku divergentnog sfernog vala, koji ispunjava sve veći volumen, jer se vibracije čestica uzrokovane izvorima zvuka prenose na zračnu masu. Međutim, kako se udaljenost povećava, oscilacije čestica slabe. Poznato je da za povećanje udaljenosti prijenosa zvuk mora biti koncentrisan u datom smjeru. Kada želimo da nas bolje čuje, stavljamo dlanove na usta ili koristimo trubu. U tom slučaju, zvuk će biti manje prigušen, a zvučni valovi će se dalje širiti.

Kako se debljina zida povećava, sonar na niskim srednjim frekvencijama se povećava, ali "podmukla" rezonancija slučajnosti, koja uzrokuje gušenje sonara, počinje da se javlja, više niske frekvencije i pokriva šire područje.

Hidroakustika (iz grčkog. hidro- voda, acusticococcus- slušni) - nauka o pojavama koje se javljaju u vodenoj sredini i povezane su sa širenjem, emisijom i prijemom akustičnih talasa. Uključuje razvoj i stvaranje hidroakustičkih uređaja namijenjenih za korištenje u vodenoj sredini.

Istorija razvoja

Hidroakustika- nauka koja se ubrzano razvija u sadašnjem vremenu i nesumnjivo ima veliku budućnost. Njegovoj pojavi je prethodilo duge staze razvoj teorijske i primijenjene akustike. Prve informacije o ispoljavanju ljudskog interesovanja za širenje zvuka u vodi nalazimo u beleškama poznatog renesansnog naučnika Leonarda da Vinčija:

Prva mjerenja udaljenosti pomoću zvuka izvršio je ruski istraživač akademik Ya. D. Zakharov. 30. juna 1804. letio je balonom u naučne svrhe, a u ovom letu je pomoću refleksije zvuka sa zemljine površine odredio visinu leta. Dok je bio u košu sa loptom, glasno je viknuo u trubu nadole. Nakon 10 sekundi, začuo se jasno čujni eho. Iz ovoga je Zakharov zaključio da je visina lopte iznad tla bila približno 5 x 334 = 1670 m. Ova metoda je bila osnova radija i sonara.

Uporedo sa razvojem teorijskih pitanja u Rusiji, rađena su i praktična proučavanja fenomena širenja zvukova u moru. Admiral S. O. Makarov 1881 - 1882 predložio je korištenje uređaja nazvanog fluktometar za prijenos informacija o brzini struje pod vodom. To je označilo početak razvoja nove grane nauke i tehnologije - hidroakustičke telemetrije.

Shema hidrofonske stanice Baltičke tvornice, model 1907: 1 - pumpa za vodu; 2 - cjevovod; 3 - regulator pritiska; 4 - elektromagnetni hidraulični zatvarač (telegrafski ventil); 5 - telegrafski ključ; 6 - hidraulički membranski emiter; 7 - daska broda; 8 - rezervoar sa vodom; 9 - zatvoren mikrofon

1890-ih godina na Baltiku brodogradilište na inicijativu kapetana 2. ranga M. N. Beklemisheva, započeli su radovi na razvoju hidroakustičkih komunikacionih uređaja. Prva ispitivanja hidroakustičkog predajnika za podvodnu komunikaciju obavljena su krajem 19. stoljeća. u eksperimentalnom bazenu u luci Galernaya u Sankt Peterburgu. Vibracije koje je emitovao dobro su se čule na 7 milja na plutajućem svjetioniku Nevsky. Kao rezultat istraživanja 1905. stvorio prvi hidroakustični komunikacijski uređaj, u kojem je specijalna podvodna sirena upravljana telegrafskim ključem imala ulogu odašiljača, a ugljični mikrofon, pričvršćen iznutra na trup broda, služio je kao prijemnik signala. Signali su snimljeni Morseovim aparatom i sluhom. Kasnije je sirena zamijenjena emiterom membranskog tipa. Efikasnost uređaja, nazvanog hidrofonska stanica, značajno je porasla. Morska ispitivanja nove stanice održana su u martu 1908. na Crnom moru, gdje je domet pouzdanog prijema signala prelazio 10 km.

Prve serijske stanice za zvučnu podvodnu komunikaciju projektiralo je Baltičko brodogradilište 1909-1910. instaliran na podmornicama "šaran", "Gudgeon", "sterlet", « Skuša" i " Perch» . Prilikom postavljanja stanica na podmornice, kako bi se smanjile smetnje, prijemnik je bio smješten u posebnom oklopu vučenom krmom na kabel-kabel. Britanci su na sličnu odluku došli tek tokom Prvog svetskog rata. Tada je ova ideja zaboravljena, a tek krajem 1950-ih ponovo je korištena u različitim zemljama pri stvaranju brodskih sonarnih stanica otpornih na buku.

Poticaj za razvoj hidroakustike bio je Prvi svjetski rat. Tokom rata, zemlje Antante su pretrpjele velike gubitke u trgovačkoj i mornarici zbog djelovanja njemačkih podmornica. Postojala je potreba da se pronađu sredstva za borbu protiv njih. Ubrzo su pronađeni. Podmornicu u potopljenom položaju može čuti buka koju stvaraju propeleri i radni mehanizmi. Uređaj koji detektira bučne objekte i određuje njihovu lokaciju nazvan je tražilo smjera buke. Francuski fizičar P. Langevin je 1915. godine predložio korištenje osjetljivog prijemnika napravljenog od Rochelle soli za prvu stanicu za traženje pravca buke.

Osnove hidroakustike

Osobine širenja akustičnih valova u vodi

Komponente događaja pojave eha.

Početak sveobuhvatnog i fundamentalno istraživanje o širenju akustičnih talasa u vodi ustanovljeno je tokom Drugog svetskog rata, što je bilo diktirano potrebom da se reše praktični problemi mornarice i, pre svega, podmornica. Eksperimentalni i teorijski rad nastavljen je god poslijeratnih godina i sažeto u nizu monografija. Kao rezultat ovih radova, identificirane su i rafinirane neke karakteristike širenja akustičnih valova u vodi: apsorpcija, slabljenje, refleksija i refrakcija.

Apsorpcija energije akustičnih valova u morskoj vodi uzrokovana je dvama procesima: unutarnjim trenjem medija i disocijacijom soli otopljenih u njemu. Prvi proces pretvara energiju akustičnog talasa u toplotnu energiju, a drugi proces, pretvarajući se u hemijsku energiju, dovodi molekule iz ravnoteže i oni se raspadaju na ione. Ova vrsta apsorpcije naglo se povećava sa povećanjem frekvencije akustične vibracije. Prisustvo suspendiranih čestica, mikroorganizama i temperaturnih anomalija u vodi također dovodi do slabljenja akustičnog vala u vodi. Po pravilu, ovi gubici su mali i ulaze u ukupnu apsorpciju, međutim, ponekad, kao npr. u slučaju raspršivanja iz traga broda, ovi gubici mogu biti i do 90%. Prisutnost temperaturnih anomalija dovodi do toga da akustični val ulazi u zone akustične sjene, gdje može doživjeti višestruke refleksije.

Prisustvo sučelja voda-vazduh i voda-dno dovodi do refleksije akustičnog vala od njih, a ako se u prvom slučaju akustični val potpuno reflektuje, onda u drugom slučaju koeficijent refleksije ovisi o materijalu dna: on slabo odražava muljevito dno, dobro - pješčano i kamenito. Na malim dubinama, zbog ponovljene refleksije akustičnog vala između dna i površine, nastaje podvodni zvučni kanal u kojem se akustični val može širiti na velike udaljenosti. Promjena vrijednosti brzine zvuka na različitim dubinama dovodi do zakrivljenosti zvučnih "zraka" - prelamanja.

Refrakcija zvuka (zakrivljenost putanje zvučnog snopa)

Refrakcija zvuka u vodi: a - ljeti; b - zimi; lijevo - promjena brzine sa dubinom. Brzina širenja zvuka varira s dubinom, a promjene zavise od doba godine i dana, dubine rezervoara i niza drugih razloga. Zvučni zraci koji izlaze iz izvora pod određenim uglom prema horizontu su savijeni, a smjer zavoja ovisi o raspodjeli brzina zvuka u mediju: ljeti, kada su gornji slojevi topliji od donjih, zraci se savijaju. prema dolje i uglavnom se reflektiraju odozdo, a pritom gube značajan dio svoje energije; zimi, kada donji slojevi vode održavaju svoju temperaturu, dok se gornji slojevi hlade, zraci se savijaju prema gore i više puta se odbijaju od površine vode, uz mnogo manje gubitka energije. Zbog toga je zimi udaljenost širenja zvuka veća nego ljeti. Vertikalna raspodjela brzine zvuka (VSDS) i gradijent brzine imaju odlučujući utjecaj na širenje zvuka u morskom okruženju. Distribucija brzine zvuka u različitim regijama Svjetskog okeana je različita i varira s vremenom. Postoji nekoliko tipičnih slučajeva VRSZ-a:

Rasipanje i apsorpcija zvuka nehomogenostima medija.

Širenje zvuka u podvodnom zvuku. kanal: a - promjena brzine zvuka sa dubinom; b - putanja zraka u zvučnom kanalu. Na širenje visokofrekventnih zvukova, kada su talasne dužine veoma male, utiču male nehomogenosti, koje se obično nalaze u prirodnim rezervoarima: mehurići gasa, mikroorganizmi itd. Ove nehomogenosti deluju na dva načina: apsorbuju i raspršuju energiju zvučnih talasa. . 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 po heterogenostima, kao i nepravilnosti na površini vode i dna, izaziva pojavu podvodne reverberacije koja prati slanje zvučnog pulsa: zvučni valovi, odbijajući se od kombinacije heterogenosti i spajanja, daju stezanje zvučnog pulsa, koje se nastavlja nakon njegovog završetka. Granice raspona širenja podvodnih zvukova ograničene su i vlastitim šumom mora, koji imaju dvostruko porijeklo: neki od šumova nastaju od udara valova o površinu vode, od morskog valova, od buka kotrljanja kamenčića itd.; drugi dio je povezan s morskom faunom (zvukovi koje proizvode hidrobiont: ribe i druge morske životinje). Biohidroakustika se bavi ovim vrlo ozbiljnim aspektom.

Udaljenost prostiranja zvučnih talasa

Opseg širenja zvučnih talasa je složena funkcija frekvencije zračenja, koja je jedinstveno povezana sa talasnom dužinom akustičkog signala. Kao što je poznato, visokofrekventni akustični signali se brzo prigušuju zbog snažne apsorpcije vodene sredine. Niskofrekventni signali, naprotiv, mogu se širiti u vodenom okruženju na velike udaljenosti. Dakle, akustični signal frekvencije od 50 Hz može se širiti u okeanu na udaljenosti od hiljada kilometara, dok signal frekvencije od 100 kHz, tipičan za sonar sa bočnim skeniranjem, ima raspon širenja od samo 1-2 km. Približni dometi modernih sonara sa različitim frekvencijama akustičnog signala (valne dužine) dati su u tabeli:

Područja upotrebe.

Hidroakustika je dobila široku širinu praktična upotreba, budući da još nije stvoren efikasan sistem za prijenos elektromagnetnih valova pod vodom na bilo koju značajnu udaljenost, te je zvuk stoga jedino moguće sredstvo komunikacije pod vodom. U ove svrhe koriste se zvučne frekvencije od 300 do 10.000 Hz i ultrazvuk od 10.000 Hz i više. Kao emiteri i prijemnici u području zvuka koriste se elektrodinamički i piezoelektrični emiteri i hidrofoni, a u ultrazvučnom području piezoelektrični i magnetostriktivni.

Najznačajnije primjene hidroakustike su:

• Za rješavanje vojnih problema;
• Pomorska plovidba;
• Zvučna podvodna komunikacija;
• Izviđanje u potrazi za ribom;
• Oceanološka istraživanja;
• Područja aktivnosti za razvoj bogatstva dna oceana;
• Upotreba akustike u bazenu (kod kuće ili u trening centru za sinhrono plivanje)
• Obuka morskih životinja.

Bilješke

Literatura i izvori informacija

LITERATURA:

• V.V. Shuleikin Fizika mora. - Moskva: "Nauka", 1968. - 1090 str.
• I.A. rumunski Osnove hidroakustike. - Moskva: "Brodogradnja", 1979. - 105 str.
• Yu.A. Koryakin Hidroakustični sistemi. - Sankt Peterburg: "Nauka Sankt Peterburga i pomorska moć Rusije", 2002. - 416 str.

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 zvučni zvuci za frekvencijski raspon od 20-2000 Hz, raspon širenja zvukova srednjeg intenziteta pod vodom doseže 15-20 km, au ultrazvučnom području - 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.

Gdje zvuk putuje brže: u zraku ili u vodi? i dobio najbolji odgovor

Odgovor od Ptishon[gurua]
Brzina zvuka Brzina zvuka u gasovima (0°C; 101325 Pa), m/s Azot 334 Amonijak 415 Acetilen 327 Vodik 1284 Vazduh 331,46 Helijum 965 Kiseonik 316 Metan 430 Brzina Metan 430 Brzina Ugljen-monoksid 6 lo 2 lo 2 zvuka - brzina širenja zvučnih talasa u okolini. U gasovima je brzina zvuka manja nego u tečnostima. U tečnostima je brzina zvuka manja nego u čvrstim materijama. U vazduhu, u normalnim uslovima, brzina zvuka je 331,46 m/s (1193 km/h).U vodi brzina zvuka je 1485 m/s.U čvrstim materijama brzina zvuka je 2000-6000 m/s.

Odgovor od bijeli zec[guru]
U vodi.U vazduhu brzina zvuka na 25°C je oko 330 m/s u vodi, oko 1500 m/s. Tačna vrednost zavisi od temperature, pritiska, saliniteta (za vodu) i vlažnosti (za vazduh)

Odgovor od BaNkS777[stručnjak]
u vodi....

Odgovor od I ja[guru]
i šta želiš da napraviš zvučnu bombu?

Odgovor od Vladimir T[guru]
u vodi gdje je gustina veća i brža (molekule su bliže i prijenos je brži)

Odgovor od Polina Lykova[aktivan]
Vjerovatno u zraku (ne znam sigurno).S obzirom da se svi pokreti usporavaju u vodi, zvuk se ne širi tako brzo!Pa pogledajte! Pljesnite rukama pod vodom. Ovo će se raditi sporije nego u vazduhu Moje iskustvo =) =8 =(=*8 =P

Odgovor od 3 odgovora[guru]

Zdravo! Evo izbora tema sa odgovorima na vaše pitanje: Gde zvuk putuje brže: u vazduhu ili u vodi???