Гидроакустика

Гидроакустика

Распространение звуковых волн в водной среде изучает гидроакустика. Особенность подводных звуков — их слабое затухание, вследствие чего под водой звук может распространяться на значительно большие расстояния, чем в воздухе. Так, в диапазоне частот 500... 2000 Гц дальность распространения под водой звука средней интенсивности достигает 15...20 км, а в диапазоне ультразвуковых частот — 3... 5 км.

Звук мог бы распространяться и на значительно большие расстояния, однако в естественных условиях, кроме затухания, обусловленного вязкостью воды, ослабление звука происходит за счет рефракции и его рассеяния и поглощения различными неоднородностями среды. Рефракция звука вызывается неоднородностью свойств воды, главным образом по вертикали, вследствие изменения с глубиной гидростатического давления, солености и температуры в результате неодинакового прогрева массы воды солнечными лучами.

В результате скорость распространения звука изменяется с глубиной, причем закон изменения зависит от времени года, времени дня, глубины водоема и ряда других причин (например, зимой дальность распространения звука больше, чем летом). Из-за рефракции образуются зоны тени, т.е. области, расположенные недалеко от источника, в которых интенсивность звука очень мала и слышимость отсутствует.

Рефракция может приводить не только к уменьшению, но и увеличению дальности распространения звука, обусловливая явление сверхдальнего распространения звука под водой. На некоторой глубине под поверхностью воды находится слой, в котором звук распространяется с наименьшей скоростью; выше скорость звука увеличивается из-за повышения температуры, а ниже — вследствие увеличения гидростатического давления с глубиной. Этот слой представляет собой своеобразный подводный звуковой канал.

Если поместить источник и приемник звука в этом слое, то даже звук средней интенсивности (например, звуки взрыва небольших зарядов массой 1 ...2 кг) может быть зарегистрирован на расстояниях в сотни и тысячи километров.

Яндекс.Метрика