Dlaczego dźwięk płynie lepiej z wiatrem?

Być może zauważyłeś, że lepiej usłyszysz dźwięk, jeśli pochodzi on z wiatru niż pod wiatr.Zakładamy, że dzieje się tak, ponieważ wiatr popycha hałas.Niestety w przypadku naszych intuicji można łatwo wykazać, że siła ta jest zbyt mała, aby uwzględnić zaobserwowany efekt.

Prędkość dźwięku w powietrzu wynosi około 760 mil na godzinę (1223 km / h).Jeśli typowy wiatr wieje z prędkością 30 km / h, jest to tylko 4% prędkości dźwięku, co oznacza, że wiatr może tylko skrócić lub zwiększyć odległość, jaką dany dźwięk musi podróżować o tę ilość.Różnica byłaby zbyt subtelna, aby mogłaby zostać wykryta przez ludzkie ucho, więc oczywiście nie odkrywa to źródła tego zjawiska.

Rzeczywiste rozwiązanie jest dołączone do właściwości fizycznych zwanych lepkości.Z powodu lepkości prędkość wiatru w pobliżu ziemi jest w rzeczywistości wolniejsza niż prędkość na wyższych wysokościach.Zderzenia między cząsteczkami powietrza a ziemią powodują powstanie efektów turbulencji, które zapobiegają przenoszeniu fal wzdłuż tego poziomu powietrza.

Jeśli powietrze ma jednolitą temperaturę, zmiana lepkości z wysokością powoduje przyspieszenie fali dźwiękowej wzdłuż górnych warstwpowietrza.To powoduje, że fala przechyla się w dół, co czyni ją bardziej słyszalną dla ludzkiego słuchacza.Ten fenomenon przekierowywania nazywa się refrakcją.Kiedy fala porusza się na wiatrze, jest załamana w przeciwnym kierunku i mdash;w górę.W rzeczywistości, gdybyś unosił się nad ziemią w obszarze pod wiatr ze źródła, usłyszałbyś dźwięk dość wyraźnie, z powodu odbicia fal w twoim kierunku.

W obszarze o jednolitej temperaturze i bez wiatru fale dźwiękoweZawsze podróżuj na zewnątrz przy równych prędkościach od źródła.Jak widzieliśmy, nie zawsze tak jest.