Хуткасць гуку ў вадзе

Гук - адна з складнікаў нашага жыцця, і чалавек чуе яго ўсюды. Каб больш падрабязна разгледзець гэтую з'яву, спачатку трэба разабрацца з самім паняццем. Для гэтага трэба звярнуцца да энцыклапедыі, дзе напісана, што «гук - гэта пругкія хвалі, якія распаўсюджваюцца ў якой-небудзь пругкім асяроддзі і якія ствараюць у ёй механічныя ваганні». Кажучы больш простай мовай - гэта чутныя ваганні ў якой-небудзь асяроддзі. Ад таго, якая яна, і залежаць асноўныя характарыстыкі гуку. У першую чаргу - хуткасць распаўсюджвання, напрыклад, хуткасць гуку ў вадзе адрозніваецца ад іншай асяроддзя.

Любы гукавы аналаг валодае пэўнымі ўласцівасцямі (фізічнымі асаблівасцямі) і якасцямі (адлюстраванне гэтых прыкмет ў чалавечых адчуваннях). Напрыклад, працягласць-працягласць, частата-вышыня, склад-тэмбр і гэтак далей.

Хуткасць гуку ў вадзе значна вышэй, чым, дапусцім, у паветры. Такім чынам, распаўсюджваецца ён хутчэй і нашмат далей чутны. Адбываецца такое з-за высокай малекулярнай шчыльнасці воднай асяроддзя. Яна ў 800 разоў шчыльней, чым паветра і сталь. Адсюль вынікае, што распаўсюджванне гуку шмат у чым залежыць ад асяроддзя. Звернемся да канкрэтных лічбаў. Так, хуткасць гуку ў вадзе складае 1430м / с, у паветры - 331,5м / с.

Нізкачашчынны гук, да прыкладу, шум, які вырабляе працуе суднавы рухавік, заўсёды чуецца некалькі раней, чым судна з'яўляецца ў зоне бачнасці. Яго хуткасць залежыць ад некалькіх рэчаў. Калі тэмпература вады павышаецца, то, натуральна, павышаецца хуткасць гуку ў вадзе. Тое ж самае адбываецца з павышэннем салёнасці вады і ціску, якое расце з павелічэннем глыбіні воднай прасторы. Асаблівую ролю на хуткасць можа аказаць такая з'ява, як термоклинья. Гэта такія месцы, у якіх сустракаюцца рознай тэмпературы пласты вады.

Таксама ў такіх месцах розная шчыльнасць вады (з-за рознасці ў тэмпературным рэжыме). І калі хвалі гуку праходзяць праз такія разноплотные пласты, яны губляюць вялікую частку сваёй сілы. Сутыкнуўшыся з термоклином, гукавая хваля часткова, а часам і цалкам, адлюстроўваецца (ступень адлюстравання залежыць ад кута, пад якім падае гук), пасля чаго, па іншы бок гэтага месца, утворыцца ценявая зона. Калі разгледзець прыклад, калі гукавой крыніца размяшчаецца ў водным прасторы вышэй термоклина, то ўжо ніжэй пачуць наогул што-небудзь будзе не тое што складана, а практычна немагчыма.

Гукавыя ваганні, якія выдаюцца над паверхняй, у самой вадзе ніколі не чуваць. І наадварот адбываецца, калі крыніца шуму пад водным пластом: над ім ён не гучыць. Яркі таму прыклад - сучасныя дайверы. Іх слых моцна зніжаецца з-за таго, што вада ўздзейнічае на барабанныя перапонкі, а высокая хуткасць гуку ў вадзе зніжае якасць вызначэння напрамкі, адкуль той рухаецца. Гэтым самым прытупляецца стэрэафанічнай здольнасць ўспрымання гуку.

Пад пластом вады гукавыя хвалі паступаюць у чалавечае вуха больш за ўсё праз косткі чарапной каробкі галавы, а не як у атмасферы, праз барабанныя перапонкі. Вынікам такога працэсу становіцца яго ўспрыманне адначасова абодвума вушамі. Мозг чалавека не здольны ў гэты час адрозніць месца, адкуль паступаюць сігналы, і ў якой інтэнсіўнасці. Вынікам становіцца з'яўленне свядомасці, што гук як бы накатвае з усіх бакоў адначасова, хоць гэта далёка не так.

Акрамя апісанага вышэй, гукавыя хвалі ў водным прасторы маюць такія якасці, як паглынанне, расходимость і рассейванне. Першае - калі сіла гуку ў салёнай вадзе паступова сходзіць на няма за кошт трэння воднай асяроддзя і змешчаных у ёй соляў. Расходимость праяўляецца ў выдаленні гуку ад яго крыніцы. Ён быццам раствараецца ў прасторы як святло, і ў выніку яго інтэнсіўнасць значна падае. А знікаюць ваганні зусім з-за рассейвання на ўсялякіх перашкодах, неаднастайнасць асяроддзя.