சுவாரஸ்யமான உண்மைகள்: ஒலி எங்கே வேகமாகப் பயணிக்கிறது?
இடியுடன் கூடிய மழையின் போது, மின்னல் மின்னல் முதலில் தெரியும், சிறிது நேரத்திற்குப் பிறகுதான் இடி முழக்கம் கேட்கும். மின்னலில் இருந்து வரும் ஒளியின் வேகத்தை விட காற்றில் ஒலியின் வேகம் மிகவும் குறைவாக இருப்பதால் இந்த தாமதம் ஏற்படுகிறது. எந்த ஊடகத்தில் ஒலி வேகமாகப் பயணிக்கிறது, எங்கு பயணிக்கவில்லை என்பதை நினைவில் கொள்வது சுவாரஸ்யமானது.
17 ஆம் நூற்றாண்டிலிருந்து காற்றில் ஒலியின் வேகத்தின் சோதனைகள் மற்றும் தத்துவார்த்த கணக்கீடுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன, ஆனால் இரண்டு நூற்றாண்டுகளுக்குப் பிறகு பிரெஞ்சு விஞ்ஞானி பியர்-சைமன் டி லாப்லேஸ் அதன் உறுதிப்பாட்டிற்கான இறுதி சூத்திரத்தைப் பெற்றார். ஒலியின் வேகம் வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது: காற்று வெப்பநிலை அதிகரிக்கும் போது, அது அதிகரிக்கிறது, மற்றும் காற்று வெப்பநிலை குறையும் போது, அது குறைகிறது. 0° இல் ஒலியின் வேகம் 331 m/s (1192 km/h), +20° இல் ஏற்கனவே 343 m/s (1235 km/h) ஆகும்.
திரவங்களில் ஒலியின் வேகம் பொதுவாக காற்றில் ஒலியின் வேகத்தை விட அதிகமாக இருக்கும். 1826 ஆம் ஆண்டு ஜெனீவா ஏரியில் வேகத்தைக் கண்டறியும் சோதனைகள் முதன்முதலில் மேற்கொள்ளப்பட்டன. இரண்டு இயற்பியலாளர்கள் படகுகளில் ஏறி 14 கி.மீ. ஒரு படகில் அவர்கள் துப்பாக்கி குண்டுகளுக்கு தீ வைத்தனர், அதே நேரத்தில் தண்ணீரில் தாழ்த்தப்பட்ட மணியை அடித்தனர். மணியின் சத்தம் மற்றொரு படகில் ஒரு சிறப்பு கொம்பைப் பயன்படுத்தி எடுக்கப்பட்டது, மேலும் தண்ணீரில் குறைக்கப்பட்டது. ஒளியின் ஃபிளாஷ் மற்றும் ஒலி சமிக்ஞையின் வருகைக்கு இடையிலான நேர இடைவெளியின் அடிப்படையில், தண்ணீரில் ஒலியின் வேகம் தீர்மானிக்கப்பட்டது. +8° வெப்பநிலையில் அது தோராயமாக 1440 m/s ஆக மாறியது. நீருக்கடியில் உள்ள கட்டமைப்புகளில் பணிபுரியும் மக்கள், நீருக்கடியில் ஒலிகள் தெளிவாகக் கேட்கப்படுகின்றன என்பதை உறுதிப்படுத்துகிறார்கள், மேலும் கரையில் உள்ள சிறிய சந்தேகத்திற்கிடமான சத்தத்தில் மீன்கள் நீந்துவதை மீனவர்கள் அறிவார்கள்.
திடப்பொருட்களில் ஒலியின் வேகம் திரவங்கள் மற்றும் வாயுக்களை விட அதிகமாக உள்ளது. உதாரணமாக, நீங்கள் உங்கள் காதை தண்டவாளத்தில் வைத்தால், ரெயிலின் மறுமுனையைத் தாக்கிய பிறகு அந்த நபர் இரண்டு ஒலிகளைக் கேட்பார். அவர்களில் ஒருவர் ரயில் மூலம் காதுக்கு "வருவார்", மற்றொன்று விமானம் மூலம். பூமி நல்ல ஒலி கடத்துத்திறன் கொண்டது. எனவே, பண்டைய காலங்களில், ஒரு முற்றுகையின் போது, கோட்டைச் சுவர்களில் "கேட்பவர்கள்" வைக்கப்பட்டனர், அவர்கள் பூமியால் பரவும் ஒலியால், எதிரி சுவர்களில் தோண்டி எடுக்கிறாரா இல்லையா, குதிரைப்படை விரைந்து வருகிறதா இல்லையா என்பதை தீர்மானிக்க முடியும். . இதற்கு நன்றி, செவித்திறனை இழந்தவர்கள் சில நேரங்களில் தங்கள் செவிப்புலன் நரம்புகளை காற்று மற்றும் வெளிப்புற காது வழியாக அல்ல, ஆனால் தரை மற்றும் எலும்புகள் வழியாக அடையும் இசைக்கு நடனமாட முடியும்.
ஒலியின் வேகம் என்பது ஊடகத்தின் நெகிழ்ச்சி மற்றும் அடர்த்தியால் தீர்மானிக்கப்படும் நீளமான (வாயுக்கள், திரவங்கள் அல்லது திடப்பொருட்களில்) மற்றும் குறுக்குவெட்டு, வெட்டு (திடங்களில்) ஒரு ஊடகத்தில் மீள் அலைகளின் பரவலின் வேகம் ஆகும். திடப்பொருட்களில் ஒலியின் வேகம் திரவங்களை விட அதிகமாக உள்ளது. நீர் உள்ளிட்ட திரவங்களில், ஒலி காற்றை விட 4 மடங்கு வேகமாக பயணிக்கிறது. வாயுக்களில் ஒலியின் வேகம் நடுத்தர வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது, ஒற்றை படிகங்களில் - அலை பரவலின் திசையைப் பொறுத்தது.
ஒலி என்பது நம் வாழ்க்கையின் கூறுகளில் ஒன்றாகும், மக்கள் அதை எல்லா இடங்களிலும் கேட்கிறார்கள். இந்த நிகழ்வை இன்னும் விரிவாகக் கருத்தில் கொள்ள, முதலில் நாம் கருத்தைப் புரிந்து கொள்ள வேண்டும். இதைச் செய்ய, நீங்கள் கலைக்களஞ்சியத்திற்குத் திரும்ப வேண்டும், அங்கு "ஒலி என்பது மீள் அலைகள் சில மீள் ஊடகத்தில் பரவுகிறது மற்றும் அதில் இயந்திர அதிர்வுகளை உருவாக்குகிறது" என்று எழுதப்பட்டுள்ளது. எளிமையான சொற்களில், இவை எந்தச் சூழலிலும் கேட்கக்கூடிய அதிர்வுகளாகும். ஒலியின் முக்கிய பண்புகள் அது என்ன என்பதைப் பொறுத்தது. முதலாவதாக, பரப்புதலின் வேகம், எடுத்துக்காட்டாக, தண்ணீரில் மற்ற சூழல்களிலிருந்து வேறுபடுகிறது.
எந்தவொரு ஒலி அனலாக்ஸிலும் சில பண்புகள் (உடல் பண்புகள்) மற்றும் குணங்கள் (மனித உணர்வுகளில் இந்த பண்புகளின் பிரதிபலிப்பு) உள்ளன. எடுத்துக்காட்டாக, கால-காலம், அதிர்வெண்-சுருதி, கலவை-டிம்ப்ரே மற்றும் பல.
தண்ணீரில் ஒலியின் வேகம் காற்றை விட அதிகமாக உள்ளது. இதன் விளைவாக, இது வேகமாக பரவுகிறது மற்றும் இன்னும் அதிகமாக கேட்கப்படுகிறது. நீர்வாழ் சூழலின் அதிக மூலக்கூறு அடர்த்தி காரணமாக இது நிகழ்கிறது. இது காற்று மற்றும் எஃகு ஆகியவற்றை விட 800 மடங்கு அடர்த்தியானது. ஒலி பரப்புதல் பெரும்பாலும் ஊடகத்தைப் பொறுத்தது. குறிப்பிட்ட எண்களைப் பார்ப்போம். எனவே, தண்ணீரில் ஒலியின் வேகம் 1430 மீ / வி, காற்றில் - 331.5 மீ / வி.
குறைந்த அதிர்வெண் ஒலி, எடுத்துக்காட்டாக, ஓடும் கப்பலின் இயந்திரத்தால் ஏற்படும் சத்தம், காட்சி வரம்பில் கப்பல் தோன்றுவதை விட சற்று முன்னதாகவே எப்போதும் கேட்கும். அதன் வேகம் பல விஷயங்களைப் பொறுத்தது. நீரின் வெப்பநிலை அதிகரித்தால், இயற்கையாகவே, தண்ணீரில் ஒலியின் வேகம் அதிகரிக்கிறது. நீரின் உப்புத்தன்மை மற்றும் அழுத்தத்தின் அதிகரிப்புடன் அதே விஷயம் நிகழ்கிறது, இது நீரின் ஆழத்தை அதிகரிப்பதன் மூலம் அதிகரிக்கிறது. தெர்மோக்லைன்கள் போன்ற ஒரு நிகழ்வு வேகத்தில் ஒரு சிறப்புப் பங்கைக் கொண்டிருக்கும். வெவ்வேறு வெப்பநிலையின் நீர் அடுக்குகள் ஏற்படும் இடங்கள் இவை.
அத்தகைய இடங்களில் இது வேறுபட்டது (வெப்பநிலை வேறுபாடு காரணமாக). மேலும் ஒலி அலைகள் வெவ்வேறு அடர்த்தி கொண்ட அடுக்குகளை கடந்து செல்லும் போது, அவை அவற்றின் வலிமையை இழக்கின்றன. ஒலி அலையானது தெர்மோக்லைனைத் தாக்கும் போது, அது பகுதியளவு அல்லது சில சமயங்களில் முழுமையாகப் பிரதிபலிக்கும் (பிரதிபலிப்பு அளவு ஒலி விழும் கோணத்தைப் பொறுத்தது), அதன் பிறகு இந்த இடத்தின் மறுபுறத்தில் ஒரு நிழல் மண்டலம் உருவாகிறது. தெர்மோக்லைனுக்கு மேலே ஒரு நீர்நிலையில் ஒரு ஒலி ஆதாரம் அமைந்திருக்கும் போது ஒரு உதாரணத்தை நாம் கருத்தில் கொண்டால், அதற்குக் கீழே அது கடினமாக இருக்கும், ஆனால் எதையும் கேட்பது கிட்டத்தட்ட சாத்தியமற்றது.
மேற்பரப்பிற்கு மேலே உமிழப்படும் இவை, தண்ணீரில் கேட்கவே இல்லை. நீர் அடுக்கின் கீழ் இருக்கும்போது எதிர்மாறானது நிகழ்கிறது: அதற்கு மேலே அது ஒலிக்காது. இதற்கு ஒரு குறிப்பிடத்தக்க உதாரணம் நவீன டைவர்ஸ். நீர் அவர்களைப் பாதிக்கிறது என்பதன் காரணமாக அவர்களின் செவிப்புலன் வெகுவாகக் குறைக்கப்படுகிறது, மேலும் தண்ணீரில் ஒலியின் அதிக வேகம் அது நகரும் திசையைத் தீர்மானிக்கும் தரத்தை குறைக்கிறது. இது ஒலியை உணரும் ஸ்டீரியோபோனிக் திறனை மங்கச் செய்கிறது.
நீரின் அடுக்கின் கீழ், இது தலையின் மண்டை ஓட்டின் எலும்புகள் வழியாக மனித காதுக்குள் நுழைகிறது, ஆனால் வளிமண்டலத்தில் உள்ளதைப் போல, காதுகுழாய்கள் வழியாக அல்ல. இந்த செயல்முறையின் விளைவு இரண்டு காதுகளாலும் ஒரே நேரத்தில் உணர்தல் ஆகும். இந்த நேரத்தில், சிக்னல்கள் எங்கிருந்து வருகின்றன, எந்த தீவிரத்தில் உள்ளன என்பதை மனித மூளையால் வேறுபடுத்திப் பார்க்க முடியாது. இதன் விளைவாக நனவின் தோற்றம், ஒலி எல்லா பக்கங்களிலிருந்தும் ஒரே நேரத்தில் உருளும் என்று தோன்றுகிறது, இருப்பினும் இது வழக்கில் இருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது.
மேலே விவரிக்கப்பட்டுள்ளதைத் தவிர, தண்ணீரில் உள்ள ஒலி அலைகள் உறிஞ்சுதல், வேறுபாடு மற்றும் சிதறல் போன்ற குணங்களைக் கொண்டுள்ளன. முதலாவது, நீர்வாழ் சூழலின் உராய்வு மற்றும் அதிலுள்ள உப்புகளின் காரணமாக உப்பு நீரில் உள்ள ஒலியின் வலிமை படிப்படியாக மறைந்துவிடும். அதன் மூலத்திலிருந்து ஒலியின் தூரத்தில் வேறுபாடு வெளிப்படுகிறது. இது ஒளியைப் போல விண்வெளியில் கரைந்து போவதாகத் தெரிகிறது, இதன் விளைவாக அதன் தீவிரம் கணிசமாகக் குறைகிறது. சுற்றுச்சூழலின் அனைத்து வகையான தடைகள் மற்றும் சீரற்ற தன்மைகளால் சிதறல் காரணமாக ஊசலாட்டங்கள் முற்றிலும் மறைந்துவிடும்.
ஹைட்ரோகோஸ்டிக்ஸ் (கிரேக்க மொழியில் இருந்து ஹைடர்- தண்ணீர், ஒலியியல்- செவிவழி) - நீர்வாழ் சூழலில் நிகழும் நிகழ்வுகளின் அறிவியல் மற்றும் ஒலி அலைகளின் பரவல், உமிழ்வு மற்றும் வரவேற்பு ஆகியவற்றுடன் தொடர்புடையது. நீர்வாழ் சூழலில் பயன்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்ட ஹைட்ரோகோஸ்டிக் சாதனங்களின் வளர்ச்சி மற்றும் உருவாக்கம் இதில் அடங்கும்.
வளர்ச்சியின் வரலாறு
ஹைட்ரோகோஸ்டிக்ஸின் அடிப்படைகள்
நீரில் ஒலி அலைகளின் பரவலின் அம்சங்கள்
எதிரொலி நிகழ்வின் கூறுகள்.
இரண்டாம் உலகப் போரின் போது நீரில் ஒலி அலைகளைப் பரப்புவது குறித்த விரிவான மற்றும் அடிப்படை ஆராய்ச்சி தொடங்கியது, இது கடற்படை மற்றும் முதலில் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களின் நடைமுறை சிக்கல்களைத் தீர்க்க வேண்டியதன் அவசியத்தால் கட்டளையிடப்பட்டது. போருக்குப் பிந்தைய ஆண்டுகளில் சோதனை மற்றும் கோட்பாட்டு பணிகள் தொடர்ந்தன மற்றும் பல மோனோகிராஃப்களில் சுருக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த வேலைகளின் விளைவாக, நீரில் ஒலி அலைகளின் பரவலின் சில அம்சங்கள் அடையாளம் காணப்பட்டு தெளிவுபடுத்தப்பட்டன: உறிஞ்சுதல், தணிப்பு, பிரதிபலிப்பு மற்றும் ஒளிவிலகல்.
கடல் நீரில் ஒலி அலை ஆற்றலை உறிஞ்சுவது இரண்டு செயல்முறைகளால் ஏற்படுகிறது: நடுத்தரத்தின் உள் உராய்வு மற்றும் அதில் கரைந்த உப்புகளின் விலகல். முதல் செயல்முறை ஒரு ஒலி அலையின் ஆற்றலை வெப்பமாக மாற்றுகிறது, இரண்டாவது, இரசாயன ஆற்றலாக மாற்றுகிறது, ஒரு சமநிலை நிலையில் இருந்து மூலக்கூறுகளை நீக்குகிறது, மேலும் அவை அயனிகளாக சிதைகின்றன. ஒலி அதிர்வு அதிகரிக்கும் அதிர்வெண்ணுடன் இந்த வகை உறிஞ்சுதல் கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது. நீரில் உள்ள இடைநீக்கம் செய்யப்பட்ட துகள்கள், நுண்ணுயிரிகள் மற்றும் வெப்பநிலை முரண்பாடுகள் ஆகியவை தண்ணீரில் ஒலி அலையின் தணிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது. ஒரு விதியாக, இந்த இழப்புகள் சிறியவை மற்றும் மொத்த உறிஞ்சுதலில் சேர்க்கப்பட்டுள்ளன, ஆனால் சில நேரங்களில், உதாரணமாக, ஒரு கப்பலின் எழுச்சியிலிருந்து சிதறும்போது, இந்த இழப்புகள் 90% வரை இருக்கலாம். வெப்பநிலை முரண்பாடுகளின் இருப்பு ஒலி அலையானது ஒலி நிழல் மண்டலங்களில் விழுகிறது என்பதற்கு வழிவகுக்கிறது, அங்கு அது பல பிரதிபலிப்புகளுக்கு உட்படும்.
நீர் - காற்று மற்றும் நீர் - அடிப்பகுதிக்கு இடையில் உள்ள இடைமுகங்களின் இருப்பு அவற்றிலிருந்து ஒரு ஒலி அலையின் பிரதிபலிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது, மேலும் முதல் வழக்கில் ஒலி அலை முழுமையாக பிரதிபலித்தால், இரண்டாவது வழக்கில் பிரதிபலிப்பு குணகம் கீழே உள்ள பொருளைப் பொறுத்தது: ஒரு சேற்று கீழே மோசமாக பிரதிபலிக்கிறது, மணல் மற்றும் பாறை நன்றாக பிரதிபலிக்கிறது. ஆழமற்ற ஆழத்தில், அடிப்பகுதிக்கும் மேற்பரப்பிற்கும் இடையில் உள்ள ஒலி அலையின் பல பிரதிபலிப்புகளின் காரணமாக, ஒரு நீருக்கடியில் ஒலி சேனல் தோன்றுகிறது, இதில் ஒலி அலை நீண்ட தூரத்திற்கு பரவுகிறது. வெவ்வேறு ஆழங்களில் ஒலியின் வேகத்தை மாற்றுவது ஒலி "கதிர்களை" வளைக்க வழிவகுக்கிறது - ஒளிவிலகல்.
ஒலி ஒளிவிலகல் (ஒலி கற்றை பாதையின் வளைவு)
|
நீரில் ஒலி ஒளிவிலகல்: a - கோடையில்; b - குளிர்காலத்தில்; இடதுபுறத்தில் ஆழத்துடன் வேகத்தில் மாற்றம் உள்ளது. ஒலி பரப்புதலின் வேகம் ஆழத்துடன் மாறுகிறது, மேலும் மாற்றங்கள் ஆண்டு மற்றும் நாள் நேரம், நீர்த்தேக்கத்தின் ஆழம் மற்றும் பல காரணங்களைப் பொறுத்தது. அடிவானத்திற்கு ஒரு குறிப்பிட்ட கோணத்தில் ஒரு மூலத்திலிருந்து வெளிப்படும் ஒலிக் கதிர்கள் வளைந்திருக்கும், மேலும் வளைக்கும் திசையானது ஊடகத்தில் ஒலி வேகத்தின் விநியோகத்தைப் பொறுத்தது: கோடையில், மேல் அடுக்குகள் கீழ் அடுக்குகளை விட வெப்பமாக இருக்கும்போது, கதிர்கள் கீழ்நோக்கி வளைகின்றன. மேலும் அவை பெரும்பாலும் கீழே இருந்து பிரதிபலிக்கின்றன, அவற்றின் ஆற்றலின் குறிப்பிடத்தக்க பங்கை இழக்கின்றன. குளிர்காலத்தில், நீரின் கீழ் அடுக்குகள் அவற்றின் வெப்பநிலையை பராமரிக்கும் போது, மேல் அடுக்குகள் குளிர்ச்சியடையும் போது, கதிர்கள் மேல்நோக்கி வளைந்து, மீண்டும் மீண்டும் நீரின் மேற்பரப்பில் இருந்து பிரதிபலிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் கணிசமாக குறைந்த ஆற்றல் இழக்கப்படுகிறது. எனவே, குளிர்காலத்தில் ஒலி பரப்புதல் வரம்பு கோடையில் விட அதிகமாக உள்ளது. ஒலி வேகத்தின் செங்குத்து விநியோகம் (VSD) மற்றும் திசைவேக சாய்வு ஆகியவை கடல் சூழலில் ஒலியின் பரவலில் தீர்க்கமான செல்வாக்கைக் கொண்டுள்ளன. உலகப் பெருங்கடலின் வெவ்வேறு பகுதிகளில் ஒலி வேகத்தின் விநியோகம் வேறுபட்டது மற்றும் காலப்போக்கில் மாறுகிறது. VRSD இன் பல பொதுவான வழக்குகள் உள்ளன: |
ஊடகத்தின் சீரற்ற தன்மைகளால் ஒலியின் சிதறல் மற்றும் உறிஞ்சுதல்.
நீருக்கடியில் ஒலியில் ஒலி பரப்புதல். சேனல்: a - ஆழத்துடன் ஒலியின் வேகத்தில் மாற்றம்; ஒலி சேனலில் b - கதிர் பாதை. அதிக அதிர்வெண் ஒலிகளின் பரவல், அலைநீளங்கள் மிகச் சிறியதாக இருக்கும்போது, பொதுவாக இயற்கையான நீர்நிலைகளில் காணப்படும் சிறிய ஒத்திசைவற்ற தன்மைகளால் பாதிக்கப்படுகிறது: வாயு குமிழ்கள், நுண்ணுயிரிகள் போன்றவை. இந்த ஒத்திசைவுகள் இரண்டு வழிகளில் செயல்படுகின்றன: அவை ஒலியின் ஆற்றலை உறிஞ்சி சிதறடிக்கின்றன. அலைகள். இதன் விளைவாக, ஒலி அதிர்வுகளின் அதிர்வெண் அதிகரிக்கும் போது, அவற்றின் பரவலின் வரம்பு குறைகிறது. இந்த விளைவு நீரின் மேற்பரப்பு அடுக்கில் குறிப்பாக கவனிக்கப்படுகிறது, அங்கு பெரும்பாலான ஒத்திசைவுகள் உள்ளன. ஒத்திசைவற்ற தன்மைகளால் ஒலி சிதறல், அதே போல் நீர் மற்றும் அடிப்பகுதியின் சீரற்ற மேற்பரப்புகள், நீருக்கடியில் எதிரொலிக்கும் நிகழ்வை ஏற்படுத்துகின்றன, இது ஒரு ஒலி துடிப்பை அனுப்புகிறது: ஒலி அலைகள், ஒத்திசைவற்றின் தொகுப்பிலிருந்து பிரதிபலிக்கிறது மற்றும் ஒன்றிணைக்கிறது. ஒலி துடிப்பின் நீடிப்பு, அதன் முடிவிற்குப் பிறகு தொடர்கிறது. நீருக்கடியில் ஒலிகளின் பரவல் வரம்பின் வரம்புகள் கடலின் இயற்கையான சத்தத்தால் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளன, இது இரட்டை தோற்றம் கொண்டது: சத்தத்தின் ஒரு பகுதியானது நீரின் மேற்பரப்பில் அலைகளின் தாக்கங்களிலிருந்து எழுகிறது, கடல் அலைகளிலிருந்து, உருளும் கூழாங்கற்கள் முதலியவற்றின் சத்தம்; மற்ற பகுதி கடல் விலங்கினங்களுடன் தொடர்புடையது (ஹைட்ரோபயன்ட்களால் உற்பத்தி செய்யப்படும் ஒலிகள்: மீன் மற்றும் பிற கடல் விலங்குகள்). பயோஹைட்ரோஅகோஸ்டிக்ஸ் இந்த தீவிரமான அம்சத்தைக் கையாள்கிறது. |
ஒலி அலை பரவல் வரம்பு
ஒலி அலைகளின் பரவல் வரம்பு என்பது கதிர்வீச்சு அதிர்வெண்ணின் சிக்கலான செயல்பாடாகும், இது ஒலி சமிக்ஞையின் அலைநீளத்துடன் தனிப்பட்ட முறையில் தொடர்புடையது. அறியப்பட்டபடி, நீர்வாழ் சூழலால் வலுவான உறிஞ்சுதலின் காரணமாக உயர் அதிர்வெண் ஒலி சமிக்ஞைகள் விரைவாகத் தணிகின்றன. குறைந்த அதிர்வெண் சமிக்ஞைகள், மாறாக, நீர்வாழ் சூழலில் நீண்ட தூரத்திற்கு பரவும் திறன் கொண்டவை. எனவே, 50 ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் கொண்ட ஒரு ஒலி சமிக்ஞை கடலில் ஆயிரக்கணக்கான கிலோமீட்டர் தொலைவில் பரவுகிறது, அதே சமயம் 100 கிலோஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண் கொண்ட ஒரு சமிக்ஞை, பக்க ஸ்கேன் சோனாருக்குப் பொதுவாக 1-2 கிமீ பரப்பளவு கொண்டது. . வெவ்வேறு ஒலி சமிக்ஞை அதிர்வெண்கள் (அலைநீளங்கள்) கொண்ட நவீன சோனார்களின் தோராயமான இயக்க வரம்புகள் அட்டவணையில் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன:
பயன்பாட்டு பகுதிகள்.
ஹைட்ரோகோஸ்டிக்ஸ் பரந்த நடைமுறை பயன்பாட்டைப் பெற்றுள்ளது, ஏனெனில் எந்தவொரு குறிப்பிடத்தக்க தூரத்திற்கும் தண்ணீருக்கு அடியில் மின்காந்த அலைகளை கடத்துவதற்கான ஒரு பயனுள்ள அமைப்பு இன்னும் உருவாக்கப்படவில்லை, எனவே ஒலி மட்டுமே தண்ணீருக்கு அடியில் தொடர்பு கொள்ளக்கூடிய ஒரே வழி. இந்த நோக்கங்களுக்காக, 300 முதல் 10,000 ஹெர்ட்ஸ் வரையிலான ஒலி அதிர்வெண்களும், 10,000 ஹெர்ட்ஸ் மற்றும் அதற்கு மேற்பட்ட அல்ட்ராசவுண்ட்களும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. எலக்ட்ரோடைனமிக் மற்றும் பைசோ எலக்ட்ரிக் உமிழ்ப்பான்கள் மற்றும் ஹைட்ரோஃபோன்கள் ஆடியோ டொமைனில் உமிழ்ப்பான்கள் மற்றும் பெறுநர்களாகவும், அல்ட்ராசோனிக் டொமைனில் பைசோ எலக்ட்ரிக் மற்றும் மேக்னடோஸ்டிரிக்டிவ்களாகவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
ஹைட்ரோகோஸ்டிக்ஸின் மிக முக்கியமான பயன்பாடுகள்:
- இராணுவ பிரச்சினைகளை தீர்க்க;
- கடல் வழிசெலுத்தல்;
- ஒலி தொடர்பு;
- மீன்பிடி ஆய்வு;
- கடல்சார் ஆராய்ச்சி;
- உலகப் பெருங்கடலின் அடிப்பகுதியின் வளங்களின் வளர்ச்சிக்கான செயல்பாட்டுப் பகுதிகள்;
- குளத்தில் ஒலியியலைப் பயன்படுத்துதல் (வீட்டில் அல்லது ஒத்திசைக்கப்பட்ட நீச்சல் பயிற்சி மையத்தில்)
- கடல் விலங்குகளுக்கு பயிற்சி.
குறிப்புகள்
இலக்கியம் மற்றும் தகவல் ஆதாரங்கள்
இலக்கியம்:
- வி வி. ஷுலைகின் கடலின் இயற்பியல். - மாஸ்கோ: "அறிவியல்", 1968. - 1090 பக்.
- ஐ.ஏ. ரோமானியன் ஹைட்ரோகோஸ்டிக்ஸின் அடிப்படைகள். - மாஸ்கோ: "கப்பல் கட்டுதல்", 1979 - 105 பக்.
- யு.ஏ. கோரியாக்கின் ஹைட்ரோகோஸ்டிக் அமைப்புகள். - செயின்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க்: "செயின்ட் பீட்டர்ஸ்பர்க்கின் அறிவியல் மற்றும் ரஷ்யாவின் கடல் சக்தி", 2002. - 416 பக்.
ஒலி அலைகள் வழியாக ஒலி பயணிக்கிறது. இந்த அலைகள் வாயுக்கள் மற்றும் திரவங்கள் வழியாக மட்டுமல்ல, திடப்பொருட்களின் வழியாகவும் பயணிக்கின்றன. எந்த அலைகளின் செயல்பாடும் முக்கியமாக ஆற்றல் பரிமாற்றத்தில் உள்ளது. ஒலியின் விஷயத்தில், பரிமாற்றம் மூலக்கூறு மட்டத்தில் நிமிட இயக்கங்களின் வடிவத்தை எடுக்கும்.
வாயுக்கள் மற்றும் திரவங்களில், ஒரு ஒலி அலை மூலக்கூறுகளை அதன் இயக்கத்தின் திசையில், அதாவது அலைநீளத்தின் திசையில் நகர்த்துகிறது. திடப்பொருட்களில், மூலக்கூறுகளின் ஒலி அதிர்வுகளும் அலைக்கு செங்குத்தாக ஏற்படும்.
படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி வலதுபுறம் உள்ள ஒலி அலைகள் அவற்றின் மூலங்களிலிருந்து எல்லா திசைகளிலும் பயணிக்கின்றன, இது ஒரு உலோக மணி அவ்வப்போது அதன் நாக்குடன் மோதுவதைக் காட்டுகிறது. இந்த இயந்திர மோதல்கள் மணியை அதிர வைக்கின்றன. அதிர்வுகளின் ஆற்றல் சுற்றியுள்ள காற்றின் மூலக்கூறுகளுக்கு அனுப்பப்படுகிறது, மேலும் அவை மணியிலிருந்து தள்ளப்படுகின்றன. இதன் விளைவாக, மணியை ஒட்டிய காற்றின் அடுக்கில் அழுத்தம் அதிகரிக்கிறது, பின்னர் அது மூலத்திலிருந்து அனைத்து திசைகளிலும் அலைகளில் பரவுகிறது.
ஒலியின் வேகம் ஒலியளவு அல்லது தொனியைப் பொருட்படுத்தாது. ஒரு அறையில் உள்ள வானொலியின் அனைத்து ஒலிகளும், சத்தமாகவோ அல்லது மென்மையாகவோ, உயரமானதாகவோ அல்லது குறைந்த சுருதியோ, ஒரே நேரத்தில் கேட்பவரை சென்றடையும்.
ஒலியின் வேகம் அது பயணிக்கும் ஊடகத்தின் வகை மற்றும் அதன் வெப்பநிலையைப் பொறுத்தது. வாயுக்களில், ஒலி அலைகள் மெதுவாக பயணிக்கின்றன, ஏனெனில் அவற்றின் அரிதான மூலக்கூறு அமைப்பு சுருக்கத்திற்கு சிறிய எதிர்ப்பை வழங்குகிறது. திரவங்களில் ஒலியின் வேகம் அதிகரிக்கிறது மற்றும் திடப்பொருட்களில் அது இன்னும் வேகமாகிறது, கீழே உள்ள வரைபடத்தில் ஒரு வினாடிக்கு மீட்டர் (m/s) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
அலை பாதை
ஒலி அலைகள் வலதுபுறத்தில் உள்ள வரைபடங்களில் காட்டப்பட்டுள்ளதைப் போலவே காற்றின் வழியாக பயணிக்கின்றன. அலை முனைகள் மூலத்திலிருந்து ஒருவருக்கொருவர் ஒரு குறிப்பிட்ட தூரத்தில் நகர்கின்றன, இது மணியின் அதிர்வுகளின் அதிர்வெண்ணால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. ஒலி அலையின் அதிர்வெண் ஒரு யூனிட் நேரத்திற்கு கொடுக்கப்பட்ட புள்ளியின் வழியாக செல்லும் அலை முனைகளின் எண்ணிக்கையை கணக்கிடுவதன் மூலம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.
அதிர்வுறும் மணியிலிருந்து ஒலி அலை முன் நகர்கிறது.
சீரான வெப்பமான காற்றில், ஒலி நிலையான வேகத்தில் பயணிக்கிறது.
இரண்டாவது முன் அலைநீளத்திற்கு சமமான தூரத்தில் முதல் பின்தொடர்கிறது.
ஒலியின் தீவிரம் மூலத்திற்கு மிக அருகில் உள்ளது.
கண்ணுக்கு தெரியாத அலையின் கிராஃபிக் பிரதிநிதித்துவம்
ஆழத்தின் ஒலி
ஒலி அலைகளின் ஒரு சோனார் கற்றை கடல் நீரை எளிதில் கடந்து செல்கிறது. சோனாரின் கொள்கையானது ஒலி அலைகள் கடலின் அடிப்பகுதியில் இருந்து பிரதிபலிக்கும் உண்மையை அடிப்படையாகக் கொண்டது; இந்த சாதனம் பொதுவாக நீருக்கடியில் நிலப்பரப்பு அம்சங்களைத் தீர்மானிக்கப் பயன்படுகிறது.
மீள் திடப்பொருள்கள்
ஒலி ஒரு மரத்தட்டில் பயணிக்கிறது. பெரும்பாலான திடப்பொருட்களின் மூலக்கூறுகள் ஒரு மீள் இடஞ்சார்ந்த லட்டுக்குள் பிணைக்கப்பட்டுள்ளன, இது மோசமாக சுருக்கப்பட்டுள்ளது மற்றும் அதே நேரத்தில் ஒலி அலைகளின் பத்தியை துரிதப்படுத்துகிறது.
.காற்றை விட தண்ணீரில் ஐந்து மடங்கு வேகமாக ஒலி பயணிக்கிறது. சராசரி வேகம் 1400 - 1500 m/sec (காற்றில் ஒலியின் வேகம் 340 m/sec). தண்ணீரில் கேட்கக்கூடிய தன்மையும் மேம்படும் என்று தோன்றுகிறது. உண்மையில், இது வழக்கில் இருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது. எல்லாவற்றிற்கும் மேலாக, ஒலியின் வலிமை பரவலின் வேகத்தைப் பொறுத்தது அல்ல, ஆனால் ஒலி அதிர்வுகளின் வீச்சு மற்றும் கேட்கும் உறுப்புகளின் புலனுணர்வு திறன் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது. கார்டியின் உறுப்பு, இது செவிவழி செல்களைக் கொண்டுள்ளது, இது உள் காதின் கோக்லியாவில் அமைந்துள்ளது. ஒலி அலைகள் செவிப்பறை, செவிப்புல எலும்புகள் மற்றும் கார்டியின் உறுப்பின் சவ்வு ஆகியவற்றை அதிர்வுறும். ஒலி அதிர்வுகளை உணரும் பிந்தைய முடி செல்களிலிருந்து, நரம்பு தூண்டுதல் மூளையின் தற்காலிக மடலில் அமைந்துள்ள செவிப்புலன் மையத்திற்கு செல்கிறது.
ஒரு ஒலி அலை மனித உள் காதுக்குள் இரண்டு வழிகளில் நுழைய முடியும்: வெளிப்புற செவிவழி கால்வாய், செவிப்பறை மற்றும் நடுத்தர காதுகளின் சவ்வு வழியாக காற்று கடத்தல் மற்றும் எலும்பு கடத்தல் மூலம் - மண்டை ஓட்டின் எலும்புகளின் அதிர்வு. மேற்பரப்பில், காற்று கடத்துத்திறன் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, மற்றும் தண்ணீரின் கீழ், எலும்பு கடத்தல் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது. எளிமையான அனுபவம் இதை நமக்கு உணர்த்துகிறது. இரு காதுகளையும் உள்ளங்கைகளால் மூடவும். மேற்பரப்பில், செவித்திறன் கடுமையாக மோசமடையும், ஆனால் தண்ணீருக்கு அடியில் இது கவனிக்கப்படவில்லை.
எனவே, தண்ணீருக்கு அடியில், ஒலிகள் முதன்மையாக எலும்பு கடத்தல் மூலம் உணரப்படுகின்றன. கோட்பாட்டளவில், நீரின் ஒலி எதிர்ப்பு மனித திசுக்களின் ஒலி எதிர்ப்பை அணுகுகிறது என்பதன் மூலம் இது விளக்கப்படுகிறது. எனவே, ஒலி அலைகள் தண்ணீரிலிருந்து ஒரு நபரின் தலையின் எலும்புகளுக்கு மாறும்போது ஆற்றல் இழப்பு காற்றை விட குறைவாக உள்ளது. வெளிப்புற செவிவழி கால்வாய் தண்ணீரில் நிரம்பியிருப்பதால், காதுகுழலுக்கு அருகிலுள்ள காற்றின் சிறிய அடுக்கு பலவீனமாக ஒலி அதிர்வுகளை கடத்துவதால் காற்று கடத்தல் தண்ணீருக்கு அடியில் மறைந்துவிடும்.
எலும்பு கடத்துத்திறன் காற்று கடத்துத்திறனை விட 40% குறைவாக இருப்பதாக பரிசோதனைகள் காட்டுகின்றன. எனவே, தண்ணீருக்கு அடியில் கேட்கக்கூடிய தன்மை பொதுவாக மோசமடைகிறது. ஒலியின் எலும்பு கடத்துதலுடன் கேட்கக்கூடிய வரம்பு, டோனலிட்டியைப் பொறுத்து வலிமையைப் பொறுத்தது அல்ல: அதிக தொனி, ஒலி கேட்கும் தூரம்.
மனிதர்களுக்கான நீருக்கடியில் உலகம் அமைதியான உலகம், அங்கு புறம்பான சத்தங்கள் இல்லை. எனவே, எளிமையான ஒலி சமிக்ஞைகளை கணிசமான தூரத்தில் தண்ணீருக்கு அடியில் உணர முடியும். ஒரு நபர் 150-200 மீ தொலைவில் தண்ணீரில் மூழ்கியிருக்கும் உலோகக் குப்பியின் மீது ஒரு அடியையும், 100 மீட்டரில் ஒரு சத்தத்தையும், 60 மீட்டரில் ஒரு மணியையும் கேட்கிறார்.
வெளியில் இருந்து வரும் ஒலிகள் நீருக்கடியில் செவிக்கு புலப்படாமல் இருப்பது போல, நீருக்கடியில் ஏற்படும் ஒலிகள் பொதுவாக மேற்பரப்பில் கேட்க முடியாதவை. நீருக்கடியில் ஒலிகளை உணர, நீங்கள் குறைந்தது பகுதியளவு மூழ்கியிருக்க வேண்டும். உங்கள் முழங்கால்கள் வரை தண்ணீரில் நுழைந்தால், முன்பு கேட்காத ஒலியை நீங்கள் உணர ஆரம்பிக்கிறீர்கள். நீங்கள் டைவ் செய்யும்போது, தொகுதி அதிகரிக்கிறது. குறிப்பாக தலையில் மூழ்கும்போது அது கேட்கக்கூடியது.
மேற்பரப்பில் இருந்து ஒலி சமிக்ஞைகளை அனுப்ப, நீங்கள் ஒலி மூலத்தை குறைந்தபட்சம் பாதியிலேயே தண்ணீரில் குறைக்க வேண்டும், மேலும் ஒலி வலிமை மாறும். காது மூலம் நீருக்கடியில் நோக்குநிலை மிகவும் கடினம். காற்றில், ஒலி ஒரு காதில் மற்றதை விட 0.00003 வினாடிகள் முன்னதாக வரும். இது 1-3 ° மட்டுமே பிழையுடன் ஒலி மூலத்தின் இருப்பிடத்தை தீர்மானிக்க உங்களை அனுமதிக்கிறது. தண்ணீருக்கு அடியில், ஒலி இரண்டு காதுகளாலும் ஒரே நேரத்தில் உணரப்படுகிறது, எனவே தெளிவான, திசை உணர்தல் ஏற்படாது. நோக்குநிலையில் பிழை 180° ஆக இருக்கலாம்.
பிரத்யேகமாக அரங்கேற்றப்பட்ட சோதனையில், நீண்ட அலைந்து திரிந்த பிறகு தனி நபர் ஒளி டைவர்ஸ் மட்டுமே... அவற்றிலிருந்து 100-150 மீ தொலைவில் அமைந்துள்ள ஒலி மூலத்தின் இருப்பிடத்திற்கு தேடல்கள் சென்றன, நீண்ட காலமாக முறையான பயிற்சியானது தண்ணீருக்கு அடியில் ஒலி மூலம் மிகவும் துல்லியமாக செல்லக்கூடிய திறனை உருவாக்குகிறது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது. இருப்பினும், பயிற்சி நிறுத்தப்பட்டவுடன், அதன் முடிவுகள் ரத்து செய்யப்படும்.
