Почему мы слышим под водой

61 Звук под водой

Скорость распространения звука в воздухе мы уже знаем – примерно триста тридцать метров в секунду. А вот интересно, в воде звук распространяется быстрее или медленнее?

Помните, я рассказывал про прохождение звука через стену? Так вот, чем более плотным является вещество, тем быстрее распространяется звук. Поскольку вода примерно в семьсот раз плотнее воздуха, то и звук должен бежать в воде гораздо быстрее.

Можно проделать очень занятный опыт летом в пруду или в бассейне – да хоть в домашней ванне! Надо на несколько секунд нырнуть под воду и постучать под водой двумя предметами друг об друга: камушками, ложками – чем угодно.

Вы услышите, что звук какой-то странный. Это потому, что ухо не так воспринимает звук под водой. Кроме того, в воздухе и в воде от одинаковых предметов звуковая волна будет различной формы и восприниматься будет по-разному.

Самое интересное, что, например, дельфины спокойно общаются на огромных расстояниях под водой, издавая звуки очень высокой частоты. То есть звуковые волны, колебания которых очень высоки, до двадцати тысяч раз в секунду и даже больше!

Мы же под водой говорить не можем, нам для создания звуков нужен воздух. Остается только изучить азбуку Морзе и перестукиваться камушками!

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес

Читайте также

KАK БЕЖИТ ЗВУК

KАK БЕЖИТ ЗВУК Следите внимательно за далеким паровозом, когда он дает свисток. Вы видите струйку пара, появившуюся над паровозом; значит, свисток работает; он должен породить свист, но в первый момент вы не слышите никакого звука: он не успел еще до вас добежать. Лишь

Свет и звук

Свет и звук В этом отношении распространение света похоже не на движение обычных тел, а на явление распространения звука. Звук есть колебательное движение той среды, в которой он распространяется. Поэтому его скорость определяется свойствами среды, а не свойствами

РАБОТА С ТЯЖЕЛОЙ ВОДОЙ

РАБОТА С ТЯЖЕЛОЙ ВОДОЙ 8.55. В предыдущих главах уже упоминалось о преимуществах тяжелой воды в качестве замедлителя. Тяжелая вода лучше, чем графит, замедляет нейтроны и меньше, чем графит, их поглощает. Поэтому возможно построить аггрегат цепной реакции с тяжелой водой и

70 Шутка со стаканом и водой

70 Шутка со стаканом и водой Для опыта нам потребуются: обычный стакан с водой, квадратный кусок плотной бумаги. Это старинный опыт, не я его придумал, но, когда я спрашивал про него знакомых детей и их родителей, оказывается, его мало кто знает. Поэтому я решил тоже

XV. Звук

XV. Звук Звуковые колебания Мы уже сообщили читателю много сведений о колебаниях. Как колеблется маятник, шарик на пружинке, каковы закономерности колебания струны – этим вопросам была посвящена пятая глава книги. Мы не говорили о том, что происходит в воздухе или другой

Слышимый звук

Слышимый звук Какие же звуковые колебания воспринимаются человеком на слух? Оказывается, ухо способно воспринимать лишь колебания, лежащие примерно в интервале от 20 до 20 000 Гц. Звуки с большой частотой мы называем высокими, с малой частотой – низкими.Какие же длины волн

Как звук огибает препятствия

Как звук огибает препятствия Вы находитесь в глубине комнаты во втором этаже и разговариваете. Открыто окно. За окном ваш товарищ. Услышит ли он вас? Да, если вы будете говорить достаточно громко, но все-таки он будет слышать гораздо хуже, чем в том случае, если он влезет на

Как передают звук твердые тела

Как передают звук твердые тела Существует немаловажное различие между передачей звука через жидкие тела и газы, с одной стороны, и через твердые предметы – с другой. Различие это состоит в том, что в твердых телах наряду с продольными волнами могут возникнуть и

Глава вторая На воде и под водой

Глава вторая На воде и под водой Почему киты живут в море? Задолго до того, как появился человеческий род, жили на суше животные таких больших размеров, каких нынешние сухопутные животные не достигают. Особенно крупны били ящеры, один из них – диплодок – имел 22 м в длину,

Весы под водой

Весы под водой Килограммовую гирю можно изготовить и из железа, и из алюминия. Но так как алюминий примерно втрое легче железа, то при одинаковом весе гиря алюминиевая будет по объему втрое больше железной. Поставим на одну чашку весов железный килограмм, на другую –

Человек под водой

Человек под водой Хотя в воде и растворен воздух, но организм наш так устроен, что дышать этим воздухом, как дышат рыбы, мы не можем. Чтобы оставаться под водою, человек должен либо иметь с собою запас воздуха, либо же быть в сообщении с воздухом, который имеется над водою.

2. Читатель узнает, что и пенсы могут служить науке. Что скрывалось за «грязью» в сосуде. Две тысячи метров под водой. Последствие одной аварии. Привидение, которое не возвращается.

2. Читатель узнает, что и пенсы могут служить науке. Что скрывалось за «грязью» в сосуде. Две тысячи метров под водой. Последствие одной аварии. Привидение, которое не возвращается. Одним из первых вступил на долгий и тернистый путь, ведущий к абсолютному нулю температуры,

Источник

Океанология для малышей

Глава четырнадцатая

Звуки под водой

— Нельзя говорить, что нет ушей, если их не видно. У птиц и лягушек нет наружных ушей, как у рыб, дельфинов, медуз, а они прекрасно слышат. Сова, например, ночью охотится на мышей только на слух. Но для морских жителей звуки гораздо важнее, чем для наземных обитателей.

— А мне под водой плохо слышно! — сообщил Ваня.

— Ухо человека плохо приспособлено к подводным звукам. К тому же многие звуки, которые используют подводные существа, человек просто не слышит.

— Неслышные звуки? — удивилась Таня.

— Да, бывают на свете неслышные звуки и невидимый свет, — улыбнулась мама. — Неслышные звуки даже бывают двух сортов: ультразвуки и инфразвуки. Ультразвуковые песни поют рыбы и дельфины.

— А зачем они поют, раз мы их не слышим? — спросил брат.

— Они же не для нас поют, а для себя! Поют, например, как птицы щебечут, привлекая к себе внимание, или кричат, сообщая об опасности. А дельфины, кроме того, издают ультразвуки, чтобы ориентироваться и охотиться. Они испускают ультразвуковые щелчки, а потом слушают отражённый звук — эхо. Так они определяют, где находится скала, далеко ли дно и куда плывёт вкусная рыбка…

— А инфразвуки? — спросила Таня.

— Инфразвуки обычно издают крупные животные, например, киты. Кроме того, инфразвуки возникают во время шторма или землетрясения. Именно поэтому подводные и околоводные жители имеют возможность 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!

— Тысячи километров! — воскликнул Ваня.

— Да, а киты переговариваются инфразвуками, даже находясь на разных концах океана. Это как если бы мы сейчас могли с папой поговорить безо всякого телефона. Вот мы закричали бы: «Папа, мы по тебе соскучились!» А он бы нам ответил: «И я! Приезжайте скорей!»

— Как же это может быть?

— Это связано с особыми свойствами океанских глубин. Дело в том, что скорость звука в воде уменьшается, если вода становится холоднее, и увеличивается, если растёт плотность воды. С глубиной уменьшается температура и увеличивается плотность воды, потому что растёт давление. Таким образом возникает звуковой канал: область воды, окружённая сверху водой более тёплой, а снизу — водой более плотной. И выше, и ниже этого канала скорость звука немного больше, чем в нём самом. По этому каналу звук может идти без поглощения и рассеяния от одного берега океана до другого. Люди используют такой же эффект, когда создают оптоволоконные линии связи для Интернета. Только по этой линии не звук распространяется, а свет. Там тоже есть центральный канал и оболочка, в которой скорость света немного выше, чем в этом канале…

— Эх, вот бы с компьютером поиграть, — вздохнул Ваня.

— Давненько ты про него не вспоминал! — улыбнулась мама. — Ничего, уже очень скоро домой поедем. Поэтому идите-ка ещё поплавайте!

И в самом деле, неожиданно пришла пора уезжать…

На поезд их провожал Сергей со своей девушкой, потому что вещей у них прибавилось: мама везла целую сумку сувениров, а Таня и Ваня — по пакету, в которые они сложили свою добычу: камешки, ракушки, веточки. И ещё бутылочку с морской водой для бабушки. Они разместили все свои вещи в купе и вышли на перрон, чтобы попрощаться.

— Мария Анатольевна, я давно хотел у вас спросить, а что это за книжку вы всё время читали? — спросил Сергей.

— Летом учебник читать? Зачем? — изумился Сергей.

— Ну, это очень интересный учебник… Я думаю книжку для детей написать. По океанологии. А я её знаю очень плохо… Вот и решила немного подучиться.

— Книжку! Вот здорово! — закричал Ваня.

— Да, я уже придумала, как она будет начинаться.

Источник

Распространение света и звука в воде

Видимость под водой в различных условиях. Видимость в воде зависит от прозрачности, освещенности предметов, а также от того, как защищены глаза водолаза.

Морская вода прозрачнее речной. В ней мало взвешенных частиц, рассеивающих световые лучи. В мутной же воде даже в ясный, солнечный день видимость почти отсутствует, а подводный фонарь малоэффективен. В таких условиях водолазу приходится работать на ощупь.

Освещенность предметов в воде зависит также от глубины проникновения солнечных лучей. Известно, что вода плохой проводник света, так как значительная часть лучистой энергии, поглощаемая ею, превращается в тепловую энергию.

В полдень, когда солнце стоит высоко, в воду проникает больше солнечных лучей, чем ранним утром или в часы заката. При небольшом волнении моря видимость в воде резко ухудшена, так как солнечные лучи отражаются от волн и не проникают в глубину.

Некоторые моря отличаются высокой прозрачностью. Например, в Сарагассовом море она более 60, в Средиземном море 50—60, Баренцевом море — 45, Черном море — 28 м, в реках и озерах от 0,5 до 1,5 м.

В прозрачной воде на большой глубине водолаз может хорошо различать предметы на расстоянии 5—6 м. При спуске на глубину до 100 м, предметы видны на расстоянии 1—2 м.

В воде световые лучи сильно рассеиваются и преломляются, острота зрения резко ухудшается. Водолазу все предметы кажутся неясными, в искаженном виде.

Видимость улучшается, если между глазами и водной средой находится воздушная прослойка. Подводный пловец, например, пользуясь полумаской, может различать под водой даже мелкие предметы и видеть показания компаса и т. п.

Это объясняется тем, что находящийся под маской воздух улучшает преломляющую способность хрусталика глаза, так как лучи света проникают в глаз не из воды, а из воздушной прослойки. В маске и в шлеме водолаз видит предметы отчетливо, хотя изображение их не точно: они кажутся ближе, чем в действительности, и несколько увеличенными, примерно на одну треть натуральной величины. Опытные водолазы путем постоянных тренировок приспосабливаются к этим особенностям зрения и довольно точно определяют расстояние до предмета под водой.

Для улучшения видимости под водой применяется искусственное освещение. Однако в условиях мутной воды оно мало приносит пользы.

И, наконец, под водой человек встречается с таким явлением, как резкое изменение цветоощущения. Особенно это относится к синему и зеленому цветам. Лучше других воспринимается белый цвет. Поэтому инструменты, с которыми водолаз работает под водой, рекомендуется окрашивать в белый цвет.

Слышимость в воде. Звук в воде распространяется со скоростью 1400—1500 м/сек., то есть почти в пять раз быстрее, чем на воздухе. Казалось бы и слышимость под водой должна быть хорошей. Однако это не так. Человек под водой слышит хуже, чем на воздухе. Объясняется это особенностями восприятия звука человеком.

Звуковые волны воспринимаются слуховым аппаратом, расположенным во внутреннем ухе, двумя путями: с помощью воздушной и костной проводимостей. При воздушной проводимости звуковые волны передаются через наружный слуховой проход, вызывают колебание барабанной перепонки и через слуховые косточки среднего уха поступают во внутреннее ухо, раздражая окончание слухового нерва. При костной проводимости звуковые колебания передаются в слуховой аппарат костями черепа. Таким образом на поверхности преобладает воздушная, а под водой костная проводимости. Доказано, что костная проводимость на 40% ниже воздушной, а потому и слышимость под водой снижается.

Дальность слышимости при костной проводимости зависит главным образом от тональности: чем выше тон, тем дальше слышен звук.

Звуки, издаваемые на поверхности, не прослушиваются под водой так же, как не слышны подводные звуки на поверхности. Поэтому. чтобы услышать их, необходимо войти в воду хотя бы по колено. Тогда звуковые колебания по костям передадутся костям черепа, а через них во внутреннее ухо. При погружении же головы громкость звука во много раз увеличится.

Что касается ориентировки под водой по слуху, то она крайне затруднена. Дело в том, что в воздухе звук приходит в одно ухо на небольшую долю секунды (0,0001 сек.) раньше, чем в другое. Поэтому человек, может определить направление, откуда происходит звук с небольшой ошибкой 1—3°. Под водой же звук воспринимается почти одновременно обоими ушами, поэтому они не могут уловить разность во временй поступления звука и определить направление на источник звука.

Для того чтобы научиться правильно определять направление звука под водой, нужны длительные и систематические тренировки.

Опытами установлено, что при спусках в снаряжении с резиновым шлемом, плотно облегающим голову водолаза, звуки хорошо слышны. В снаряжении же с металлическим шлемом водолаз слышит звуки плохо, т. к. при прохождении через металлическую оболочку и слой воздуха в шлеме сила звука теряется.

Источник

Находясь под водой, человек может слышать звук на частоте до 200 000 Гц

Согласно новому исследованию, люди обладают способностью слышать гораздо более высокие звуки под водой, чем на суше. Американские морские исследователи сообщают, что это происходит благодаря тому, что, находясь под водой, человек «слышит» через костную проводимость.

На суше человек может слышать звуки в диапазоне от 20 до 20 000 Гц. Однако, погрузившись под воду, человек может улавливать звуки частотой до 200 000 Гц.

Исследователи объясняют это тем, что, находясь на суше, люди слышат благодаря воздушной проводимости. Звук, как правило, поступает через ушной канал и заставляет барабанную перепонку вибрировать. Барабанная перепонка соединена с тремя косточками среднего уха. Эти косточки, в свою очередь, связаны с ушной улиткой, которая заполнена жидкостью и содержит «волосковые клетки», которые также двигаются, стимулируя слуховой нерв, передающий сигналы в мозг.

Находясь под водой, человек слышит звуки не через обычные слуховые каналы. Вместо этого, как показало исследование, люди слышат через костную проводимость, которая обходит наружное ухо и кости среднего уха. «При помощи костной проводимости человек может улавливать звуки на гораздо более высоких частотах», — говорит один из исследователей, Билл Мартин из научно-исследовательского центра по вопросам слуха (Hearing Research Center).

Ученые надеются, что данное открытие поможет в разработке новых слуховых аппаратов для людей, которые имеют проблемы со слухом.

Источник