Cum sunetul merge mai lent în apă face greu pentru a vorbi cu cineva sub apă?

Sunetul călătorește atât de bine subacvatice că submarinele folosesc de sunet bazate pe sonar pentru imaginea lor de mediu. Imagine din domeniul Public, sursa: US Navy.sunetul călătorește mai repede în apă decât în aer. Viteza sunetului în aer în condiții tipice este de aproximativ 343 de metri pe secundă, în timp ce viteza sunetului în apă este de aproximativ 1.480 de metri pe secundă., Fundamental, sunetul standard este un val de compresie care călătorește deși este un material. Vă puteți gândi la un material ca o grilă de bile grele (reprezentând atomii) conectate prin arcuri (reprezentând legăturile dintre atomi). Când împingeți câteva bile în grilă, se apropie mai mult de vecinii lor pe o parte, iar arcurile care leagă bilele și vecinii lor se comprimă. Dar arcurile comprimate sări înapoi, înlocuind bilele în poziția inițială. În acest proces, însă, bilele vecine sunt împinse, determinând compresia arcurilor care le leagă pe ele și pe vecinii lor., Acest proces se repetă în mod domino și veți obține un val de compresie care călătoresc deși grila de bile. În mod similar, sunetul standard este doar un val de compresie care călătorește prin atomi și legături într-un material.având în vedere natura undei de compresie a sunetului, ar trebui să aibă sens că materialele mai rigide propagă sunetul la viteze mai mari. În grila metaforică de bile și arcuri, arcurile mai rigide se vor întoarce mai repede, ducând la propagarea mai rapidă a undelor. În mod similar, în materialele reale, legăturile chimice mai rigide dintre atomi conduc la o viteză mai rapidă a sunetului., Materialele non-rigide, cum ar fi aerul și apa, au viteze relativ lente de sunet, în timp ce materialele rigide, cum ar fi diamantul și fierul, au viteze mari de sunet. Componenta cheie este rigiditatea legăturilor chimice implicate și nu doar tipul de molecule prezente. De exemplu, moleculele de apă legate sub formă de gheață au o viteză de sunet mai mare de două ori mai rapidă decât în apa lichidă.cu toate acestea, trebuie să luăm în considerare mai mult decât legăturile chimice (izvoarele). De asemenea, trebuie să luăm în considerare atomii înșiși (bilele metaforice din rețea)., Bilele mai masive au mai multă inerție de depășit și, prin urmare, durează mai mult pentru a răspunde la o împingere de la un vecin. În general, materialele mai grele (cele cu densități de masă mai mari) au viteze de sunet mai mici, toate celelalte fiind egale. La determinarea vitezei sunetului într-un anumit material, rigiditatea și densitatea materialului tind să funcționeze unul împotriva celuilalt. În timp ce solidele au de obicei o viteză mai mare de sunet decât lichidele, deoarece solidele sunt mai rigide decât lichidele, această generalizare nu este întotdeauna adevărată, deoarece densitatea joacă, de asemenea, un rol., Un lichid ușor și rigid (cum ar fi glicerolul cu v = 1900 m/s) poate avea o viteză de sunet mai mare decât un solid spongios greu (cum ar fi cauciucul cu v = 1600 m/s). În timp ce apa este mai densă decât aerul, rigiditatea sa este suficient de mare decât aerul pentru a compensa densitatea ridicată și pentru a face viteza sunetului mai mare în apă.dar faptul că sunetul călătorește mai repede în apă decât în aer ridică doar următoarea întrebare: de ce este mai greu să vorbești cu cineva sub apă decât în aer? Răspunsul este că cuplurile de sunet slab de la aer la apă., Când vorbiți, faceți acest lucru emițând aer și apoi trimițând unde de compresie prin acest aer. Plămânii dvs. asigură explozia aerului, iar corzile vocale vibrante și gura imprimă forma de undă sonoră corespunzătoare în aer. Pentru ca cineva sub apă să te audă, undele sonore trebuie să treacă din aerul din gură în apa care te înconjoară. Undele sonore au un timp de greu merge din aer în apă și cea mai mare parte se reflectă la interfața aer-apă în loc de a fi transmise în apă., Dacă plămânii și căile respiratorii ar fi umplute cu apă și dacă corzile vocale și plămânii ar fi reglați pentru a gestiona apa, ați face o treabă mai bună de a genera sunet sub apă, deoarece nu ar mai exista o interfață aer-apă.

subiecte: val de compresie, reflecție, sunet, undă sonoră, unde sonore, viteza sunetului, rigiditate, apă, undă, valuri