Туристский форум Карелия-2010 Туристический портал



Подводный мир

Под водой – биологи

Снова в воду



ГлавнаяПод водой – биологи ⇒ Свет и звук в воде


Свет и звук в воде

Эволюция приспособила наши органы чувств к наземным условиям, и, попадая в воду, они теряют свои качества, но не за счет ухудшения свойств анализаторов, а за счет изменения согласования со средой. Приходится вводить под водой согласующие элементы. Простейший из них – маска и специальные мембранные наушники. Сразу оговоримся, что возможности коррекции для зрения и слуха в воде различны. Это связано с различием в изменении скорости распространения света и звука в воде. Если для света она по сравнению с воздухом увеличивается всего в 1,3, то для звука – в 4,5 раза. Поэтому под водой человеку гораздо легче привыкнуть к кажущемуся изменению размеров предметов и расстояний, чем научиться ориентироваться по источникам звука.

Распространение в воде света и звука описывается одинаковыми уравнениями, но из-за различия в физической природе излучений и различного пространственно-временного масштаба пульсаций полей результат их взаимодействия со средой оказывается различным. Например, зависимость поглощения в воде от частоты для света имеет минимум в области с длиной волны 470 нм, а для звука – монотонно увеличивается с уменьшением длин волн (ростом частоты). При ухудшении прозрачности оптический минимум смещается в зелено-желтую область, существенного же изменения в распространении звука на малых расстояниях в этом случае не замечается.

С увеличением глубины погружения освещенность падает, краски теряются, но контуры предметов сохраняются. С увеличением же расстояния предметы как бы растворяются в пространстве – контуры их расплываются вследствие уже упоминавшейся мелкомасштабной турбулентности среды. Нечто подобное происходит и при увеличении дальности распознавания звуковых образов: изменяются и их "окраска", и "форма". Для речи, например, это происходит из-за того, что каждый звук ее представляет собой набор частотных составляющих с различной амплитудой, а затухание в воде для различных частот различно. Поэтому звуки, приходящие в достаточно удаленную точку пространства, не только ослабевают, но и становятся плохо различимыми: искажается привычное для нас соотношение спектральных составляющих. Правда, происходит это не столько из-за искажений, вносимых средой, сколько из-за самого способа возбуждения колебаний, при котором генерируемые гортанью звуки из воздуха переходят в воду. Искажения здесь вносят мембраны, маски, шлемы.

При увеличении же глубины погружения речь искажается самим голосовым аппаратом водолаза. Причина этого – изменение плотности воздуха (или смеси газов), которым дышит водолаз. Из-за этого изменяются свойства резонаторов, создающих звуки речи. Их рабочие частоты повышаются на величину, примерно равную корню квадратному из величины относительного повышения давления. Если в обычных условиях за наиболее представительную частоту принять 500 Гц, то уже на глубине 60 м она автоматически преобразуется в частоту 1250 Гц. Голос водолаза становится значительно выше, одновременно изменяются соотношения между амплитудами отдельных составляющих. Поэтому для связи с водолазами, работающими на больших глубинах (а сейчас речь уже идет о глубине в 1 000 м), пришлось разработать электронную аппаратуру, ведущую как бы синхронный перевод сообщений водолаза.





karelia2010@list.ru
© 2010-2011 Все права защищены.
В случае перепечатки материалов ссылка на
www.karelia2010.ru обязательна!