Vatten påverkar ljudvågor på flera sätt. De rör sig till exempel flera gånger snabbare genom vatten än luft och reser längre sträckor. Men eftersom det mänskliga örat utvecklats för att höra i luften, tenderar vatten att dämpa ljud som annars är klart i luften. Vatten kan också "böja" ljud, skicka det på en sicksackstig istället för en rak linje.
Ljudvågor och vatten |
Ljudet reser i form av vågor som är resultatet av vibrationer som härrör från föremål. Om ett objekt slumpas eller flyttas av en slump skapas det en vibration. Dessa störningar får också de omgivande molekylerna i en medium - luft, vätska eller fast - att vibrera. I sin tur får öronen skakningar av dessa olika ämnen, som skickar signaler till hjärnan. Dessa tolkas som ”ljud.”
Produktionen av ljud är också samma under vattnet. När du träffar ett föremål börjar vibrationer från undervattensobjektet att stöta på omgivande vattenmolekyler. Det nedsänkta mänskliga örat hör inte ljudet lika lätt som över marken. Det kräver en hög frekvens eller en riktigt hög volym för det mänskliga örat för att höra det.
Ljudhastighet
Ljudvågens hastighet beror på det medium som används, inte på antalet vibrationer. Ljudet går snabbare i fasta och vätskor och långsammare i gaser. Ljudets hastighet i rent vatten är 1 498 meter per sekund, jämfört med 343 meter per sekund i luft vid rumstemperatur och tryck. Det kompakta molekylära arrangemanget av fasta ämnen och det närmare arrangemanget av molekyler i vätskor gör att dessa molekyler reagerar snabbare på störningarna i angränsande molekyler än i gaser.
Temperatur och tryck
Som i gaser, ljudets hastighet under vattnet är också beroende av densitet och temperatur. I gaser ökar molekylernas hastighet när temperaturen ökar; som gaser går ljudvågor snabbare när temperaturen ökar. Till skillnad från gaser har vatten en större densitet på grund av dess molekylära arrangemang. Således reser ljudvågor snabbare under vattnet när vågen stöter igenom - och vibrerar med fler molekyler.
Ljudbrytning
Refraktion är ett komplicerat fenomen som involverar böjning av ljudvågor när de snabbar upp och saknar ner när du reser genom olika medier. Detta går obemärkt i vardagen, men forskare anser att den här egenskapen är viktig i undersökningen av havet. Ljudets hastighet i havet varierar. När havet blir djupare sjunker temperaturen medan trycket ökar. Ljudet kör snabbare på lägre djup än på ytnivå, oavsett hur stor skillnaden i temperatur beror på tryckskillnader. Förändringen i hastighet ändrar riktningen på vågorna, vilket gör det svårt att avgöra var ljudet ursprungligen kom från.
Ljud och salthalt |
Salthalt kan också vara en faktor för att bestämma ljudets beteende. I havsvatten reser ljudet upp till 33 meter per sekund snabbare än i sötvatten. Salthalt påverkar ljudhastigheten vid ytan, särskilt vid flodmynningar eller flodmynningar. Ljudet reser snabbare i havet eftersom det finns fler molekyler - specifikt saltmolekyler - för vågor att interagera med, såväl som högre yttemperaturer.
