Dalam media apakah bunyi disebarkan? Hukum perambatan gelombang bunyi

Fakta menarik: ke manakah bunyi bergerak lebih cepat?

Semasa ribut petir, kilat pertama kali kelihatan dan hanya selepas beberapa ketika bunyi guruh kedengaran. Kelewatan ini berlaku kerana kelajuan bunyi di udara jauh lebih rendah daripada kelajuan cahaya yang datang dari kilat. Adalah menarik untuk diingati dalam bunyi sederhana yang bergerak paling cepat, dan ke mana ia tidak bergerak sama sekali?

Eksperimen dan pengiraan teori tentang kelajuan bunyi di udara telah dijalankan sejak abad ke-17, tetapi hanya dua abad kemudian saintis Perancis Pierre-Simon de Laplace memperoleh formula akhir untuk penentuannya. Kelajuan bunyi bergantung pada suhu: apabila suhu udara meningkat, ia meningkat, dan apabila suhu udara menurun, ia berkurangan. Pada 0° kelajuan bunyi ialah 331 m/s (1192 km/j), pada +20° ia sudah 343 m/s (1235 km/j).

Kelajuan bunyi dalam cecair biasanya lebih besar daripada kelajuan bunyi di udara. Eksperimen untuk menentukan kelajuan pertama kali dijalankan di Tasik Geneva pada tahun 1826. Dua ahli fizik menaiki bot dan memandu sejauh 14 km. Di atas sebuah bot mereka membakar serbuk mesiu dan pada masa yang sama memukul loceng yang diturunkan ke dalam air. Bunyi loceng itu diangkat pada bot lain menggunakan hon khas, turut diturunkan ke dalam air. Berdasarkan selang masa antara kilat cahaya dan ketibaan isyarat bunyi, kelajuan bunyi dalam air ditentukan. Pada suhu +8° ternyata kira-kira 1440 m/s. Orang yang bekerja di struktur bawah air mengesahkan bahawa bunyi pantai boleh didengari dengan jelas di bawah air, dan nelayan tahu bahawa ikan berenang menjauhi sedikit pun bunyi yang mencurigakan di pantai.

Kelajuan bunyi dalam pepejal lebih besar daripada dalam cecair dan gas. Sebagai contoh, jika anda meletakkan telinga anda ke rel, kemudian selepas memukul hujung rel yang lain orang itu akan mendengar dua bunyi. Salah seorang daripada mereka akan "datang" ke telinga dengan kereta api, yang lain melalui udara. Bumi mempunyai kekonduksian bunyi yang baik. Oleh itu, pada zaman dahulu, semasa pengepungan, "pendengar" ditempatkan di dinding kubu, yang, melalui bunyi yang dipancarkan oleh bumi, dapat menentukan sama ada musuh menggali ke dalam dinding atau tidak, sama ada pasukan berkuda bergegas atau tidak. . Dengan cara ini, terima kasih kepada ini, orang yang kehilangan pendengaran mereka kadang-kadang dapat menari mengikut muzik yang mencapai saraf pendengaran mereka bukan melalui udara dan telinga luar, tetapi melalui lantai dan tulang.

Kelajuan bunyi ialah kelajuan perambatan gelombang elastik dalam medium, baik membujur (dalam gas, cecair atau pepejal) dan melintang, ricih (dalam pepejal), ditentukan oleh keanjalan dan ketumpatan medium. Kelajuan bunyi dalam pepejal lebih besar daripada dalam cecair. Dalam cecair, termasuk air, bunyi bergerak lebih daripada 4 kali lebih cepat daripada udara. Kelajuan bunyi dalam gas bergantung pada suhu medium, dalam kristal tunggal - pada arah perambatan gelombang.

Bunyi adalah salah satu komponen kehidupan kita, dan orang mendengarnya di mana-mana. Untuk mempertimbangkan fenomena ini dengan lebih terperinci, kita perlu memahami konsep itu sendiri. Untuk melakukan ini, anda perlu beralih kepada ensiklopedia, di mana ia ditulis bahawa "bunyi ialah gelombang elastik yang merambat dalam beberapa medium elastik dan mencipta getaran mekanikal di dalamnya." Dalam istilah yang lebih mudah, ini adalah getaran yang boleh didengar dalam mana-mana persekitaran. Ciri-ciri utama bunyi bergantung pada apa itu. Pertama sekali, kelajuan penyebaran, sebagai contoh, dalam air berbeza daripada persekitaran lain.

Mana-mana analog bunyi mempunyai sifat tertentu (ciri fizikal) dan kualiti (pantulan ciri-ciri ini dalam sensasi manusia). Contohnya, tempoh-tempoh, frekuensi-pitch, komposisi-timbre, dan sebagainya.

Kelajuan bunyi dalam air jauh lebih tinggi daripada, katakan, di udara. Akibatnya, ia merebak lebih cepat dan didengari lebih jauh. Ini berlaku disebabkan oleh ketumpatan molekul yang tinggi bagi persekitaran akuatik. Ia adalah 800 kali lebih tumpat daripada udara dan keluli. Ia berikutan bahawa perambatan bunyi sebahagian besarnya bergantung pada medium. Mari kita lihat nombor tertentu. Oleh itu, kelajuan bunyi dalam air ialah 1430 m/s, di udara - 331.5 m/s.

Bunyi frekuensi rendah, sebagai contoh, bunyi yang dihasilkan oleh enjin kapal yang sedang berjalan, sentiasa didengari agak awal daripada kapal muncul dalam julat visual. Kelajuannya bergantung kepada beberapa perkara. Jika suhu air meningkat, maka, secara semula jadi, kelajuan bunyi di dalam air meningkat. Perkara yang sama berlaku dengan peningkatan kemasinan dan tekanan air, yang meningkat dengan peningkatan kedalaman air. Fenomena seperti termoklin boleh mempunyai peranan khas pada kelajuan. Ini adalah tempat di mana lapisan air dengan suhu berbeza berlaku.

Juga di tempat sedemikian ia berbeza (disebabkan oleh perbezaan suhu). Dan apabila gelombang bunyi melalui lapisan ketumpatan yang berbeza, ia kehilangan sebahagian besar kekuatannya. Apabila gelombang bunyi melanda termoklin, ia dipantulkan sebahagian, atau kadangkala sepenuhnya (tahap pantulan bergantung pada sudut di mana bunyi itu jatuh), selepas itu zon bayang-bayang terbentuk di seberang tempat ini. Jika kita mempertimbangkan contoh apabila sumber bunyi terletak di ruang air di atas termoklin, maka mendengar apa-apa di bawah bukan sahaja sukar, tetapi hampir mustahil.

Yang dipancarkan di atas permukaan, tidak pernah didengari di dalam air itu sendiri. Dan sebaliknya berlaku apabila di bawah lapisan air: di atasnya ia tidak berbunyi. Contoh yang menarik ialah penyelam moden. Pendengaran mereka sangat berkurangan kerana fakta bahawa air mempengaruhi mereka, dan kelajuan bunyi yang tinggi dalam air mengurangkan kualiti menentukan arah dari mana ia bergerak. Ini membosankan keupayaan stereofonik untuk melihat bunyi.

Di bawah lapisan air, ia memasuki telinga manusia kebanyakannya melalui tulang tengkorak kepala, dan bukan, seperti di atmosfera, melalui gegendang telinga. Hasil daripada proses ini adalah persepsinya oleh kedua-dua telinga secara serentak. Pada masa ini, otak manusia tidak dapat membezakan antara tempat isyarat datang dan dalam intensiti apa. Hasilnya ialah kemunculan kesedaran bahawa bunyi seolah-olah bergolek dari semua sisi pada masa yang sama, walaupun ini jauh dari kes itu.

Sebagai tambahan kepada apa yang diterangkan di atas, gelombang bunyi dalam air mempunyai kualiti seperti penyerapan, perbezaan dan penyebaran. Yang pertama ialah apabila kekuatan bunyi dalam air masin beransur-ansur hilang akibat geseran persekitaran akuatik dan garam di dalamnya. Perbezaan dimanifestasikan dalam jarak bunyi dari sumbernya. Ia seolah-olah larut dalam ruang seperti cahaya, dan akibatnya keamatannya menurun dengan ketara. Dan ayunan hilang sepenuhnya disebabkan oleh penyebaran oleh semua jenis halangan dan ketidakhomogenan persekitaran.

Hidroakustik (dari bahasa Yunani hydor- air, acousticoc- auditori) - sains fenomena yang berlaku dalam persekitaran akuatik dan dikaitkan dengan penyebaran, pelepasan dan penerimaan gelombang akustik. Ia termasuk isu pembangunan dan penciptaan peranti hidroakustik yang bertujuan untuk digunakan dalam persekitaran akuatik.

Sejarah perkembangan

Hidroakustik adalah sains yang berkembang pesat yang sudah pasti mempunyai masa depan yang hebat. Penampilannya didahului oleh laluan panjang pembangunan akustik teori dan gunaan. Kami mendapati maklumat pertama tentang minat manusia dalam penyebaran bunyi dalam air dalam nota saintis Renaissance terkenal Leonardo da Vinci:

Pengukuran pertama jarak melalui bunyi dibuat oleh penyelidik Rusia Akademik Ya. D. Zakharov. Pada 30 Jun 1804, beliau terbang menggunakan belon untuk tujuan saintifik dan dalam penerbangan ini beliau menggunakan pantulan bunyi dari permukaan bumi untuk menentukan ketinggian penerbangan. Semasa berada di dalam bakul bola, dia menjerit kuat ke dalam pembesar suara yang mengarah ke bawah. Selepas 10 saat, gema yang boleh didengari dengan jelas. Daripada ini Zakharov menyimpulkan bahawa ketinggian bola di atas tanah adalah kira-kira 5 x 334 = 1670 m Kaedah ini membentuk asas radio dan sonar.

Seiring dengan perkembangan isu teori, kajian praktikal tentang fenomena penyebaran bunyi di laut telah dijalankan di Rusia. Laksamana S. O. Makarov pada tahun 1881 - 1882 dicadangkan menggunakan alat yang dipanggil fluctometer untuk menghantar maklumat tentang kelajuan arus di bawah air. Ini menandakan permulaan pembangunan cabang sains dan teknologi baru - telemetri hidroakustik.

Gambar rajah stesen hidrofonik model Baltic Plant 1907: 1 - pam air; 2 - saluran paip; 3 - pengatur tekanan; 4 - injap hidraulik elektromagnet (injap telegraf); 5 - kunci telegraf; 6 - pemancar membran hidraulik; 7 - sisi kapal; 8 - tangki air; 9 - mikrofon tertutup

Pada tahun 1890-an. Di Limbungan Baltik, atas inisiatif Kapten 2nd Rank M.N. Beklemishev, kerja bermula pada pembangunan peranti komunikasi hidroakustik. Ujian pertama pemancar hidroakustik untuk komunikasi bawah air telah dijalankan pada akhir abad ke-19. di kolam eksperimen di Pelabuhan Galernaya di St. Petersburg. Getaran yang dipancarkannya boleh didengari dengan jelas sejauh 7 batu di rumah api terapung Nevsky. Hasil penyelidikan pada tahun 1905. mencipta peranti komunikasi hidroakustik yang pertama, di mana peranan peranti pemancar dimainkan oleh siren bawah air khas, dikawal oleh kunci telegraf, dan penerima isyarat ialah mikrofon karbon yang dipasang dari dalam ke badan kapal. Isyarat telah direkodkan oleh alat Morse dan oleh telinga. Kemudian, siren digantikan dengan pemancar jenis membran. Kecekapan peranti, yang dipanggil stesen hidrofonik, meningkat dengan ketara. Percubaan laut stesen baru berlaku pada Mac 1908. di Laut Hitam, di mana julat penerimaan isyarat yang boleh dipercayai melebihi 10 km.

Stesen komunikasi bawah air bersiri pertama yang direka oleh Baltic Shipyard pada 1909-1910. dipasang pada kapal selam "Karp", "Gudgeon", "Sterlet", « tenggiri"Dan" hinggap". Apabila memasang stesen pada kapal selam, untuk mengurangkan gangguan, penerima terletak di fairing khas, ditarik di belakang buritan pada tali kabel. British membuat keputusan sedemikian hanya semasa Perang Dunia Pertama. Kemudian idea ini dilupakan dan hanya pada penghujung tahun 1950-an ia mula digunakan semula di negara yang berbeza untuk mencipta stesen kapal sonar kalis bunyi.

Dorongan untuk pembangunan hidroakustik ialah Perang Dunia Pertama. Semasa perang, negara-negara Entente mengalami kerugian besar dalam armada saudagar dan tentera mereka akibat tindakan kapal selam Jerman. Terdapat keperluan untuk mencari cara untuk memerangi mereka. Mereka segera ditemui. Sebuah kapal selam dalam kedudukan tenggelam boleh didengari oleh bunyi yang dihasilkan oleh kipas dan mekanisme operasi. Peranti yang mengesan objek bising dan menentukan lokasinya dipanggil pencari arah hingar. Ahli fizik Perancis P. Langevin pada tahun 1915 mencadangkan menggunakan penerima sensitif yang diperbuat daripada garam Rochelle untuk stesen mencari arah hingar pertama.

Asas hidroakustik

Ciri-ciri perambatan gelombang akustik dalam air

Komponen acara gema.

Penyelidikan komprehensif dan asas mengenai penyebaran gelombang akustik di dalam air bermula semasa Perang Dunia Kedua, yang ditentukan oleh keperluan untuk menyelesaikan masalah praktikal tentera laut dan, pertama sekali, kapal selam. Kerja eksperimen dan teori diteruskan pada tahun-tahun selepas perang dan diringkaskan dalam beberapa monograf. Hasil daripada kerja-kerja ini, beberapa ciri perambatan gelombang akustik dalam air telah dikenal pasti dan dijelaskan: penyerapan, pengecilan, pantulan dan pembiasan.

Penyerapan tenaga gelombang akustik dalam air laut disebabkan oleh dua proses: geseran dalaman medium dan penceraian garam yang terlarut di dalamnya. Proses pertama menukar tenaga gelombang akustik kepada haba, dan yang kedua, berubah menjadi tenaga kimia, menghilangkan molekul dari keadaan keseimbangan, dan mereka hancur menjadi ion. Jenis penyerapan ini meningkat secara mendadak dengan peningkatan kekerapan getaran akustik. Kehadiran zarah terampai, mikroorganisma dan anomali suhu dalam air juga membawa kepada pengecilan gelombang akustik dalam air. Sebagai peraturan, kerugian ini adalah kecil dan termasuk dalam jumlah penyerapan, tetapi kadang-kadang, sebagai contoh, dalam hal penyebaran dari bangun kapal, kerugian ini boleh berjumlah sehingga 90%. Kehadiran anomali suhu membawa kepada fakta bahawa gelombang akustik jatuh ke dalam zon bayang-bayang akustik, di mana ia boleh menjalani pelbagai pantulan.

Kehadiran antara muka antara air - udara dan air - bawah membawa kepada pantulan gelombang akustik dari mereka, dan jika dalam kes pertama gelombang akustik dipantulkan sepenuhnya, maka dalam kes kedua pekali pantulan bergantung pada bahan bawah: bahagian bawah yang berlumpur memantulkan dengan buruk, yang berpasir dan berbatu mencerminkan dengan baik. . Pada kedalaman cetek, disebabkan oleh pelbagai pantulan gelombang akustik antara bahagian bawah dan permukaan, saluran bunyi bawah air muncul, di mana gelombang akustik boleh merambat pada jarak yang jauh. Menukar kelajuan bunyi pada kedalaman yang berbeza membawa kepada lenturan "sinar" bunyi - pembiasan.

Biasan bunyi (kelengkungan laluan pancaran bunyi)

Pembiasan bunyi dalam air: a - pada musim panas; b - pada musim sejuk; di sebelah kiri ialah perubahan kelajuan dengan kedalaman. Kelajuan perambatan bunyi berubah mengikut kedalaman, dan perubahan bergantung pada masa tahun dan hari, kedalaman takungan dan beberapa sebab lain. Sinar bunyi yang muncul dari sumber pada sudut tertentu ke ufuk dibengkokkan, dan arah lenturan bergantung pada taburan kelajuan bunyi dalam medium: pada musim panas, apabila lapisan atas lebih panas daripada lapisan bawah, sinaran membengkok ke bawah dan kebanyakannya dicerminkan dari bawah, kehilangan sebahagian besar tenaga mereka. pada musim sejuk, apabila lapisan bawah air mengekalkan suhunya, manakala lapisan atas sejuk, sinaran membengkok ke atas dan berulang kali dipantulkan dari permukaan air, manakala tenaga yang hilang dengan ketara. Oleh itu, pada musim sejuk julat penyebaran bunyi lebih besar daripada musim panas. Taburan menegak kelajuan bunyi (VSD) dan kecerunan halaju mempunyai pengaruh yang menentukan ke atas perambatan bunyi dalam persekitaran marin. Taburan kelajuan bunyi di kawasan yang berbeza di Lautan Dunia adalah berbeza dan berubah mengikut masa. Terdapat beberapa kes tipikal VRSD:

Penyerakan dan penyerapan bunyi oleh ketidakhomogenan medium.

Penyebaran bunyi dalam bunyi bawah air. saluran: a - perubahan dalam kelajuan bunyi dengan kedalaman; b - laluan sinar dalam saluran bunyi. Penyebaran bunyi frekuensi tinggi, apabila panjang gelombang sangat kecil, dipengaruhi oleh ketidakhomogenan kecil yang biasanya terdapat dalam badan air semula jadi: gelembung gas, mikroorganisma, dll. Ketidakhomogenan ini bertindak dalam dua cara: ia menyerap dan menyerakkan tenaga bunyi ombak. Akibatnya, apabila kekerapan getaran bunyi meningkat, julat perambatannya berkurangan. Kesan ini amat ketara pada lapisan permukaan air, di mana terdapat kebanyakan ketidakhomogenan. Penyerakan bunyi oleh ketidakhomogenan, serta permukaan air dan bahagian bawah yang tidak rata, menyebabkan fenomena bergema di bawah air, yang mengiringi penghantaran nadi bunyi: gelombang bunyi, memantul dari satu set ketidakhomogenan dan bergabung, menimbulkan pemanjangan nadi bunyi, yang berterusan selepas tamatnya. Had julat perambatan bunyi bawah air juga dihadkan oleh bunyi semula jadi laut, yang mempunyai dua asal: sebahagian daripada bunyi itu timbul daripada hentaman ombak di permukaan air, dari ombak laut, dari bunyi kerikil yang bergolek, dsb.; bahagian lain dikaitkan dengan fauna marin (bunyi yang dihasilkan oleh hidrobion: ikan dan haiwan marin yang lain). Biohydroacoustics menangani aspek yang sangat serius ini.

Julat perambatan gelombang bunyi

Julat perambatan gelombang bunyi adalah fungsi kompleks frekuensi sinaran, yang secara unik berkaitan dengan panjang gelombang isyarat akustik. Seperti yang diketahui, isyarat akustik frekuensi tinggi dengan cepat melemahkan kerana penyerapan yang kuat oleh persekitaran akuatik. Isyarat frekuensi rendah, sebaliknya, mampu merambat pada jarak jauh dalam persekitaran akuatik. Oleh itu, isyarat akustik dengan frekuensi 50 Hz boleh merambat di lautan pada jarak beribu-ribu kilometer, manakala isyarat dengan frekuensi 100 kHz, tipikal untuk sonar imbasan sisi, mempunyai julat perambatan hanya 1-2 km. . Julat anggaran sonar moden dengan frekuensi isyarat akustik yang berbeza (panjang gelombang) diberikan dalam jadual:

Kawasan kegunaan.

Hidroakustik telah menerima aplikasi praktikal yang luas, kerana sistem yang berkesan untuk menghantar gelombang elektromagnet di bawah air pada mana-mana jarak yang ketara belum dicipta, dan oleh itu bunyi adalah satu-satunya cara komunikasi yang mungkin di bawah air. Untuk tujuan ini, frekuensi bunyi dari 300 hingga 10,000 Hz dan ultrasound dari 10,000 Hz dan ke atas digunakan. Pemancar dan hidrofon elektrodinamik dan piezoelektrik digunakan sebagai pemancar dan penerima dalam domain bunyi, dan piezoelektrik dan magnetostrictive dalam domain ultrasonik.

Aplikasi hidroakustik yang paling penting:

• Untuk menyelesaikan masalah ketenteraan;
• navigasi marin;
• Komunikasi bunyi;
• Penerokaan memancing;
• Penyelidikan oseanologi;
• Kawasan aktiviti untuk pembangunan sumber dasar lautan;
• Menggunakan akustik di kolam (di rumah atau di pusat latihan renang yang disegerakkan)
• Latihan haiwan laut.

Nota

Sastera dan sumber maklumat

KESUSASTERAAN:

• V.V. Shuleikin Fizik laut. - Moscow: "Sains", 1968. - 1090 p.
• I.A. bahasa Romania Asas hidroakustik. - Moscow: "Pembinaan Kapal", 1979 - 105 p.
• Yu.A. Koryakin Sistem hidroakustik. - St. Petersburg: "Sains St. Petersburg dan kuasa laut Rusia", 2002. - 416 p.

Bunyi bergerak melalui gelombang bunyi. Gelombang ini bergerak bukan sahaja melalui gas dan cecair, tetapi juga melalui pepejal. Tindakan mana-mana gelombang terdiri terutamanya dalam pemindahan tenaga. Dalam kes bunyi, pemindahan mengambil bentuk pergerakan minit pada tahap molekul.

Dalam gas dan cecair, gelombang bunyi menggerakkan molekul ke arah pergerakannya, iaitu ke arah panjang gelombang. Dalam pepejal, getaran bunyi molekul juga boleh berlaku dalam arah yang berserenjang dengan gelombang.

Gelombang bunyi bergerak dari sumbernya ke semua arah, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di sebelah kanan, yang menunjukkan loceng logam secara berkala berlanggar dengan lidahnya. Perlanggaran mekanikal ini menyebabkan loceng bergetar. Tenaga getaran dihantar ke molekul udara sekeliling, dan ia ditolak dari loceng. Akibatnya, tekanan meningkat dalam lapisan udara bersebelahan dengan loceng, yang kemudiannya merebak dalam gelombang ke semua arah dari sumber.

Kelajuan bunyi tidak bergantung kepada kelantangan atau nada. Semua bunyi daripada radio di dalam bilik, sama ada kuat atau lembut, nada tinggi atau nada rendah, sampai kepada pendengar pada masa yang sama.

Kelajuan bunyi bergantung pada jenis medium di mana ia bergerak dan suhunya. Dalam gas, gelombang bunyi bergerak perlahan kerana struktur molekulnya yang jarang menawarkan sedikit rintangan kepada mampatan. Dalam cecair kelajuan bunyi meningkat dan dalam pepejal ia menjadi lebih cepat, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah dalam meter sesaat (m/s).

Laluan Gelombang

Gelombang bunyi bergerak melalui udara dengan cara yang sama seperti yang ditunjukkan dalam rajah di sebelah kanan. Hadapan gelombang bergerak dari sumber pada jarak tertentu antara satu sama lain, ditentukan oleh kekerapan getaran loceng. Kekerapan gelombang bunyi ditentukan dengan mengira bilangan hadapan gelombang yang melalui titik tertentu per unit masa.

Bahagian hadapan gelombang bunyi bergerak menjauhi loceng yang bergetar.

Dalam udara yang dipanaskan secara seragam, bunyi bergerak pada kelajuan yang tetap.

Depan kedua mengikuti yang pertama pada jarak yang sama dengan panjang gelombang.

Keamatan bunyi paling dekat dengan sumber.

Perwakilan grafik bagi gelombang yang tidak kelihatan

Bunyi bunyi kedalaman

Pancaran sonar gelombang bunyi dengan mudah melalui air laut. Prinsip sonar adalah berdasarkan fakta bahawa gelombang bunyi dipantulkan dari dasar lautan; Peranti ini biasanya digunakan untuk menentukan ciri rupa bumi bawah air.

Pepejal elastik

Bunyi bergerak dalam pinggan kayu. Molekul kebanyakan pepejal diikat ke dalam kekisi spatial elastik, yang kurang dimampatkan dan pada masa yang sama mempercepatkan laluan gelombang bunyi.

.

Bunyi bergerak lima kali lebih cepat di dalam air daripada di udara. Kelajuan purata ialah 1400 - 1500 m/s (kelajuan bunyi di udara ialah 340 m/sec). Nampaknya kebolehdengaran dalam air juga bertambah baik. Sebenarnya, ini jauh dari kes itu. Lagipun, kekuatan bunyi tidak bergantung pada kelajuan penyebaran, tetapi pada amplitud getaran bunyi dan keupayaan persepsi organ pendengaran. Organ Corti, yang terdiri daripada sel pendengaran, terletak di koklea telinga dalam. Gelombang bunyi menggetarkan gegendang telinga, osikel pendengaran dan membran organ Corti. Dari sel rambut yang terakhir, yang merasakan getaran bunyi, rangsangan saraf pergi ke pusat pendengaran yang terletak di lobus temporal otak.

Gelombang bunyi boleh memasuki telinga dalam manusia dalam dua cara: melalui pengaliran udara melalui saluran pendengaran luaran, gegendang telinga dan ossikel telinga tengah, dan melalui pengaliran tulang - getaran tulang tengkorak. Di permukaan, pengaliran udara mendominasi, dan di bawah air, pengaliran tulang mendominasi. Pengalaman mudah meyakinkan kita tentang ini. Tutup kedua telinga dengan tapak tangan. Di permukaan, kebolehdengaran akan merosot secara mendadak, tetapi di bawah air ini tidak diperhatikan.

Jadi, di bawah air, bunyi dirasakan terutamanya melalui pengaliran tulang. Secara teorinya, ini dijelaskan oleh fakta bahawa rintangan akustik air menghampiri rintangan akustik tisu manusia. Oleh itu, kehilangan tenaga semasa peralihan gelombang bunyi dari air ke tulang kepala seseorang adalah kurang daripada di udara. Pengaliran udara hampir hilang di bawah air, kerana saluran pendengaran luaran dipenuhi dengan air, dan lapisan kecil udara berhampiran gegendang telinga dengan lemah menghantar getaran bunyi.

Eksperimen telah menunjukkan bahawa kekonduksian tulang adalah 40% lebih rendah daripada kekonduksian udara. Oleh itu, kebolehdengaran di bawah air secara amnya merosot. Julat kebolehdengaran dengan pengaliran bunyi tulang tidak bergantung pada kekuatan tetapi pada tonaliti: semakin tinggi nada, semakin jauh bunyi itu didengari.

Dunia bawah air untuk manusia adalah dunia yang sunyi, di mana tiada bunyi luar. Oleh itu, isyarat bunyi yang paling mudah boleh dilihat di bawah air pada jarak yang agak jauh. Seseorang mendengar pukulan pada kanister logam yang direndam dalam air pada jarak 150-200 m, bunyi kompang pada 100 m, dan loceng pada 60 m.

Bunyi yang dibuat di bawah air biasanya tidak kedengaran di permukaan, sama seperti bunyi dari luar tidak kedengaran di bawah air. Untuk melihat bunyi dalam air, anda mesti sekurang-kurangnya direndam sebahagiannya. Jika anda memasuki air sehingga lutut anda, anda mula merasakan bunyi yang tidak didengari sebelum ini. Semasa anda menyelam, kelantangan meningkat. Ia terutamanya boleh didengar apabila kepala direndam.

Untuk menghantar isyarat bunyi dari permukaan, anda mesti menurunkan sumber bunyi ke dalam air sekurang-kurangnya separuh jalan, dan kekuatan bunyi akan berubah. Orientasi di bawah air melalui telinga adalah amat sukar. Di udara, bunyi tiba di satu telinga 0.00003 saat lebih awal daripada yang lain. Ini membolehkan anda menentukan lokasi sumber bunyi dengan ralat 1-3° sahaja. Di bawah air, bunyi secara serentak dirasakan oleh kedua-dua telinga dan oleh itu jelas, persepsi arah tidak berlaku. Ralat dalam orientasi boleh 180°.

Dalam eksperimen berperingkat khas, hanya penyelam ringan individu selepas mengembara lama dan... carian pergi ke lokasi sumber bunyi, yang terletak 100-150 m dari mereka.Telah diperhatikan bahawa latihan sistematik dalam jangka masa yang lama memungkinkan untuk mengembangkan keupayaan untuk menavigasi dengan tepat dengan bunyi di bawah air. Walau bagaimanapun, sebaik sahaja latihan dihentikan, keputusannya terbatal.