Звуковые каналы для рыбаков и полуночных влюбленных
На природе мы чаще всего находимся в ситуации открытого пространства, т.е. звук или уходит от нас безвозвратно, или приходит прямиком от источника. Если вокруг есть препятствия, это другая ситуация в отношении звуковых закономерностей, например путешествия в горы или в пещеры. Акустика пещер принципиально не отличается от акустики помещений, поэтому пещеры обсуждать не будем, хотя там много интересного происходит. А в горах самый известный эффект – эхо. Чем дальше отражающее звук препятствие, тем сильнее задержка эха.
Попробуем оценить соотношение расстояний и времени отклика. Разрыв между собственным криком и эхом в 1 секунду уже хорошо заметен. Звук должен пролететь до препятствия и обратно. Считая скорость звука примерно 330 м/с, получаем дистанцию 150–170 метров. В ущелье эхо может быть множественным, потому что звук может отражаться от разных стенок и выступающих скал ущелья, пока не затухнет. Чем более скалистые стены ущелья, тем меньше затуханий. Чем более заросшие травой, деревьями и кустарниками, тем сильнее затухание и слабее эхо. Песок тоже неплохо поглощает звук, хотя и хуже растений.
Другой известный прием оценки расстояний по звуку – как далеко идет гроза. Вспышка молнии доходит до нас почти мгновенно. Если считать секунды до прихода раскатов грома, то можно оценить расстояние. Первый отзвук через 3 секунды задержки – примерно 1 км.
В горах звук может стать спусковым механизмом для опасных событий, происходящих из состояний неустойчивого равновесия – сход лавины или камнепад.
Это более-менее известные акустические эффекты. Есть менее понятные, но тоже известные.
Например, известно, что вечером и ночью лучше слышно дальние звуки. И не только потому, что меньше маскирующих шумов от работы, голосов людей и животных. Дело в том, что температурный режим воздуха без солнечного прогрева меняется. Хороший внешний признак – туман поднимается от земли. Вдоль земли образуется слой воздуха, волновое сопротивление которого отличается от более высоких слоев. В результате, на стыке слоев возникают эффекты отражения звука. Вдоль земли получается акустический канал, поэтому часть звука, которая раньше уходила вверх, остается в этом слое, а суммарная мощность звука в слое получается выше, он дольше затухает, дальше слышно. Аналогичные эффекты наблюдаются зимой в безветренную погоду, поскольку воздух у поверхности земли более влажный от снега, льда.