跳到主要内容

话题

表面和界面

表面和界面

水下声音打破了表面

24 Oct 2006

低频声音可以从水中的几乎毫不能地从水中进行,声称美国的理论物理学家。结果与常规观点鲜明对比,即海底世界对水的那些沉默,可能对海洋生物学,气候和地球物理学具有重要意义( phy rev 97 164301).

声学的简单射线理论预测水下产生的任何声音都会在表面上反射,而不是传递到空中。因此,科学家们假设来自海洋的声音没有传输到上面的空气中。

科罗拉多大学的Oleg Godin’在环境科学研究所(CIRE)的合作研究所发现,当用于描述在水面附近产生的低频声噪声时,光线理论崩溃。或者更确切地说,当声音的波长与(或长于)源的深度相当时。通过应用更复杂的声学理论,Godin表明,在这些条件下,声音几乎完全传播到空气。

戈登提出,低频下的空运速度涉及两个独立的机制。首先涉及渐逝声波,除了越常见的光线理论的平面波之外,这是由源产生的。渐逝波的强度随来自源的距离而导致的距离下降,并且在到达表面时通常弱。然而,对于浅源,在波长的一部分的深度处,渐逝波不会强烈衰减并且传递到空气。根据Godin的说法,由于在水/空气接口处发生的折射,声音作为空气中的平面波被传输。

第二机构涉及在水中发生的入射和反射平面波之间的干扰,这是由于源极近表面而发生的。根据Godin的说法,这种干扰的性质确保了几乎所有的声音都传递到空气中。

三个研究群体–两个在美国和欧洲的两个–很快就会验证戈恩’在实验室实验中的预测,在千赫兹范围内使用声波。

据致敬,他的理论可用于开发用于检测与核武器测试相关的低频声音的技术。它也可以让海洋生物学家清新习惯海鸟如何定位水下猎物并避免水下掠食者。

版权©2021由IOP Publishing Ltd和个人贡献者