Класс!ная физика   - занятные страницы Библиотека по физике Класс!ная физика - страницы истории Музей открытки 20 века Коты-рисунок, графика, живопись Малая Яблоновка на реке Оккервиль Обмен. Киндер-сюрпризы


Главная
Новое. Класс!ная физика
Вспомни физику:
7 класс
8 класс
9 класс
10-11 класс
видеоролики по физике
мультимедиа 7 кл.
мультимедиа 8 кл.
мультимедиа 9 кл.
мультимедиа 10-11 кл.
астрономия
тесты 7 кл.
тесты 8 кл.
тесты 9 кл.
демонстрац.таблицы
ЕГЭ
физсправочник

Книги по физике книги по физике - повышение IQ
Умные книжки
Умные книжки. Класс!ная физика
Есть вопросик?
Есть вопросик. Класс!ная физика
Его величество...
Его величество. Класс!ная физика
Музеи науки...
Музеи науки. Класс!ная физика
Достижения...
Достижения. Класс!ная физика
Викторина по физике
Викторина для физика
Физика в кадре
Физика в кадре

Учителю
В помощь учителю
Читатели пишут
Читатели пишут. Класс!ная физика

Загляни!
На урок

Выпускникам
Как сдавать экзамены?
ВУЗы Санкт-Петербурга
Тактика тестирования
Знаешь ли ты себя?
Пробное тестирование

Здесь есть всё!


АКУСТИЧЕСКИЕ ВОЛНОВОДЫ.

ЗАГАДКИ ПРОСТОЙ ВОДЫ. ВС. АРАБАДЖИ


Скорость звуковых лучей, проходящих через слои воздуха, зависит от его температуры, влажности, силы и направления ветра. В этих слоях звуковые лучи испытывают преломление. Если скорость звука с высотой возрастает, то траектория идущего под углом к горизонту звукового луча будет обращена выпуклостью к высоким слоям атмосферы, в противоположном случае она обращена выпуклостью к земле. Наибольшее искривление траектории звукового луча происходит за счет того, что скорость ветра с высотой изменяется. Менее сильное влияние на искривление траектории звукового луча оказывают изменения температуры.

Значительно меньшее действие на звуковой луч оказывает влажность воздуха. Расчет показывает, что при 20°C в воздухе с влажностью 50% скорость звука лишь на 0,5 м/сек больше скорости звука в сухом воздухе той же температуры. При прочих равных условиях звуковые лучи в воздухе преломляются в 2 тыс. раз сильнее, чем световые лучи.

При поднятии источника звука над земной поверхностью район его слышимости расширяется. Поэтому для обеспечения большей дальности слышимости источники звуковых сигналов обычно размещают на возвышенных местах. Преломляясь в теплом приземном слое воздуха, звуковые лучи отклоняются кверху. В этом случае они уже не будут доходить до наблюдателя на земной поверхности, находящегося дальше места их отклонения. Так образуется звуковая тень.

Например, если источник звука расположен на высоте 10 м, то при падении температуры на 0,5°C на каждые 100 м высоты звуковая тень будет начинаться на расстоянии 1,5 км от источника. Статистика наблюдений показывает, что звуковая тень в 3 раза чаще образуется днем, чем ночью, и летом встречается в большем числе случаев, чем в остальные времена года.

Условием для образования звуковой тени является наличие у земной поверхности достаточно теплого воздуха. При охлаждении приземного слоя воздуха звуковая тень может и не образоваться. В особенно жаркие дни граница звуковой тени подходит к источнику звука совсем близко.

При подъеме в атмосфере можно встретить слои воздуха, в которых температура уменьшается до минимума, а потом снова начинает возрастать. Звуковые лучи, пересекающие такой слой под углом к нему, попадают опять в более теплый воздух и в результате преломления поворачивают к земле. После прохождения слоя с минимальной температурой они снова попадают в более теплый воздух, но уже ниже этого слоя, и после преломления отсюда направляются вверх. Так звуковые лучи могут идти вблизи слоя с минимальной температурой, то поднимаясь вверх, то опускаясь вниз, пока их энергия не иссякнет.

Пространство, в котором распространяются звуковые волны вблизи слоя с минимальной температурой, получило название акустического волноводного канала. Значительная дальность распространения звука в этом случае обеспечивается за счет концентрации звуковой энергии вблизи слоя с минимальной температурой воздуха и благодаря отсутствию на пути звуковых лучей отражающих поверхностей.

Ось главного волновода в атмосфере расположена на высоте 15...20 км, вертикальная же его протяженность составляет несколько километров. Ось второго волновода расположена на высоте 75...80 км. Различные комбинации вертикального изменения температуры и скорости ветра могут быть причиной образования в атмосфере дополнительных волноводов. Их влияние усложняет картину хода звуковых лучей в атмосфере.

В земной коре, в морях и океанах также существуют акустические волноводы. В земной коре волновод расположен на глубине 100...200 км, в тропических океанах – на глубине 1...1,5 км. В некоторых случаях в морях и океанах образуется несколько волноводов. Особенно этому содействуют глубинные течения.

Концентрация звуковой энергии по обе стороны от оси океанского волновода (вблизи уровня с минимальной температурой) обычно неодинакова – она больше там, где более резко изменяется с высотой температура. Относительное изменение скорости звука в таких волноводах не превышает 15%. Глубина расположения оси волновода зависит от времени года и географических координат. В общем же при переходе от низких к высоким широтам она уменьшается. В северных широтах ось волновода может даже выходить на поверхность воды – в этом случае образуется волновод поверхностный.

В пределе по волноводному каналу в океане звук мощного взрыва может быть передан на расстояние до 22 тыс. км, т.е. к противоположной точке земного шара. При этом звуковые лучи могут отклоняться от прямолинейного распространения по вертикали на угол до 5°.

В будущем волноводные каналы в морях и океанах могут быть использованы для передачи сигналов об авариях и для установления местонахождения аварий.

 Класс!ная физика   -  YouTube


Другие главы из книги Вс. Арабаджи "Загадки простой воды"


Предисловие
Вода вокруг нас
Судьбы и нравы рек
Плавание тел и закон Архимеда
Рифели
Смерчи и торнадо
Приливы в море
Водовороты, сулой и «мертвая вода»
Самые обильные дожди
Капиллярная конденсация
Влажность и звук
Осмос
Где вода теплее
Морозные узоры на окнах
Сооружения из льда
Полюсы холода
Акустика снега и льда
Акустические волноводы
«Высоты грозного шума»
Электричество водопадов
Электричество в организме растений
Электризация снега в метелях
Грозы планеты
Радуга, венцы, гало
Радиоактивность вод, суши и океана
Геотермальные воды






RSS-лента Класс!ная физика


Азбука физики
Азбука физики. Класс!ная физика
Научные игрушки
Научные игрушки. Класс!ная физика
Простые опыты
Простые опыты. Класс!ная физика
Этюды об ученых
Этюды об ученых. Класс!ная физика
Решение задач
Решение задач
Презентации
Учебные презентации



© Балдина Е.А., 2004-2014 "Класс!ная физика"
Яндекс.Метрика
Hosted by uCoz