Рефракция звука. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Рефракция звука (от позднелат. refractio - преломление) - изменение направления распространения звука в неоднородной среде (атмосфера, океан, толща земли), скорость звука в к-рой является функцией координат. Ход лучей в данном случае определяется ур-ниями геометрической акустики. Звуковые лучи поворачивают всегда к слою с меньшей скоростью звука. Р. з. выражена тем сильнее, чем больше относит. градиент скорости звука.

Р. з. в атмосфере обусловлена пространственными изменениями температуры воздуха, скорости и направления ветра. С высотой темп-pa воздуха обычно понижается (до высоты 10-15 км), поэтому скорость звука в верхних слоях воздушной среды меньше, чем в нижних, и лучи от источника звука, находящегося вблизи земной поверхности, загибаются кверху. Звук, начиная с нек-рого расстояния, перестаёт быть слышен у земной поверхности (зона молчания, или звуковой тени, рис. 1, а). Если темп-pa воздуха с высотой увеличивается (т. н. температурная инверсия, часто возникающая ночью), то лучи поворачивают книзу и звук распространяется на большие расстояния (рис. 1, б). Дальность слышимости при этом может значительно увеличиться за счёт многократных отражений, если звук распространяется над хорошо отражающим участком земной поверхности, напр. над водой (рис. 1, в).

Рис. 1. Ход звуковых лучей: а - при убывании, б - при возрастании температуры с высотой; в - ход луча над хорошо отражающей поверхностью при температурной инверсии.

Приземный слой, в к-ром концентрируется звуковая энергия, является природным волноводом акустическим. Повышение температуры с высотой в слоях, лежащих выше 20 км, при нормальном её ходе в нижних слоях может привести к образованию зоны аномальной слышимости, расположенной на большем расстоянии от источника звука, чем зона молчания. Может быть неск. следующих друг за другом зон молчания и зон аномальной слышимости.

В приземном слое атмосферы скорость ветра с высотой увеличивается. Поэтому при распространении звука против ветра лучи загибаются кверху, а при распространении по ветру - к земной поверхности, что значительно улучшает слышимость во втором случае (рис. 2). Распределение ветра оказывает также существ. влияние на формирование зон молчания и зон аномальной слышимости.

Р. з. в океане обусловлена пространственными изменениями температуры, солёности и гидростатич. давления. Относит. градиенты скорости звука по глубине (максимальные) прибл. в 1000 раз больше, чем в горизонтальном направлении, поэтому горизонтальная Р. з. выражена значительно слабее, чем вертикальная, и может заметно проявиться лишь при распространении звука на очень большие расстояния или в областях схождения тёплого и холодного течений, а также в окрестностях айсбергов и зонах внутр. волн и синоптич. вихрей. Вертикальная Р. в. в океане обусловливает ряд явлений: волноводное распространение и фокусировку звука, образование зон геом. тени и вторичный выход к поверхности океана звуковых лучей, вышедших из излучателя книзу и распространяющихся первоначально в глубинных слоях (см. Гидроакустика ).Последнее явление аналогично образованию зон аномальной слышимости в атмосфере.

Литература по рефракции звука

Знаете ли Вы, что cогласно релятивистской мифологии "гравитационное линзирование - это физическое явление, связанное с отклонением лучей света в поле тяжести. Гравитационные линзы обясняют образование кратных изображений одного и того же астрономического объекта (квазаров, галактик), когда на луч зрения от источника к наблюдателю попадает другая галактика или скопление галактик (собственно линза). В некоторых изображениях происходит усиление яркости оригинального источника." (Релятивисты приводят примеры искажения изображений галактик в качестве подтверждения ОТО - воздействия гравитации на свет)
При этом они забывают, что поле действия эффекта ОТО - это малые углы вблизи поверхности звезд, где на самом деле этот эффект не наблюдается (затменные двойные). Разница в шкалах явлений реального искажения изображений галактик и мифического отклонения вблизи звезд - 10¹¹ раз. Приведу аналогию. Можно говорить о воздействии поверхностного натяжения на форму капель, но нельзя серьезно говорить о силе поверхностного натяжения, как о причине океанских приливов.
Эфирная физика находит ответ на наблюдаемое явление искажения изображений галактик. Это результат нагрева эфира вблизи галактик, изменения его плотности и, следовательно, изменения скорости света на галактических расстояниях вследствие преломления света в эфире различной плотности. Подтверждением термической природы искажения изображений галактик является прямая связь этого искажения с радиоизлучением пространства, то есть эфира в этом месте, смещение спектра CMB (космическое микроволновое излучение) в данном направлении в высокочастотную область. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.