Наука звуковых волн

Если у вас есть время на руках, пока вы бездельничаете на пляже, попробуйте посмотреть, как могут вести себя волны. Вы заметите, что волны, распространяющиеся по воде, могут совершать любые умные поступки, например, врезаться в стену и отражаться прямо назад с более или менее одинаковой интенсивностью. Они также могут рассыпаться в рябь, ползти вверх по пляжу, и делать другие умные вещи. То, что происходит здесь с волнами на воде, на самом деле не имеет ничего общего с водой: это просто способ, которым энергия ведет себя, когда она переносится волнами. Подобные вещи случаются с другими видами волн — со светом и со звуком тоже.

Вы можете отражать звуковую волну от чего-то так же, как свет отражается от зеркала, или волны воды отскакивают от морской стены и возвращаются в море. Встаньте на некоторое расстояние от большой плоской стены и несколько раз хлопайте в ладоши. Почти сразу же вы услышите призрачное повторение своего хлопка, слегка не в ногу с ним. То, что вы слышите, это, конечно, отражение звука, более известное как эхо: это звуковая энергия в вашем хлопке, идущая к стене, отскакивающая назад и в конце концов попадающая в ваши уши. Есть задержка между звуком и эхом, потому что для того, чтобы звук дотянулся до стены и обратно, требуется время (чем больше расстояние, тем больше задержка).

Звуковые волны теряют энергию при движении. Вот почему мы можем только слышать вещи и почему звуки распространяются не так хорошо в бурные дни (когда ветер рассеивает их энергию), чем в спокойные. То же самое происходит в океанах. Волны хрустящей воды иногда могут преодолевать огромные расстояния через океан, но они также могут быть испорчены, когда непогода рассеивает свою энергию на короткие расстояния.

Звуковые волны похожи на волны света и воды в других отношениях. Когда водяные волны, преодолевая большие расстояния через океан, обтекают мыс или залив, они распространяются по кругу, как рябь. Звуковые волны делают то же самое, поэтому мы можем слышать за углом. Представьте, что вы сидите в комнате вне коридора, и намного дальше вверх по коридору есть идентичная комната, где кто-то практикует трубу внутри. Звуковые волны распространяются от трубы, распространяясь, как они идут. Они выбегают по коридору, мчатся по нему, проникают через дверной проем в вашу комнату и в конце концов достигают ваших ушей. Волны тенденции должны распространяться, поскольку они перемещаются и огибают углы, которые называют дифракцией.