Nehmen wir an, es gibt zwei Wellen. Sie sind beide in jeder Hinsicht identisch, außer dass einer durch ein Gas und der andere durch eine Flüssigkeit reist. Wie wir wissen, bewegen sie sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fort, und wenn Sie die Gaswelle hören, während Sie in einem Raum stehen, klingt es anders, als wenn Sie in einem Pool sind und die Welle durch das Wasser hören.
Meine Frage ist, wie werden sie quantitativ unterschiedlich gehört? Gibt es eine Möglichkeit, einen Ton über ein Medium aufzunehmen und ungefähr zu bestimmen, wie er über ein anderes Medium klingen würde? Zumindest gehe ich davon aus, dass es eine Möglichkeit gibt, festzustellen, wie sich eine sehr einfache Welle mit dem Medium ändert.
Vielen Dank im Voraus, und wenn es nicht klar ist, können Sie gerne um Klärung bitten!
Angenommen, der Ton, an dem Sie interessiert sind, wird bei 1000 Hz in Luft gehört, wo sich der Ton mit 343 m/s ausbreitet. Wenn das Gerät, das den Ton erzeugt (eine Art wasserdichter Lautsprecher), unter Wasser platziert wird, erzeugt es immer noch einen 1000-Hz-Ton, da die Frequenz von dem Gerät bestimmt wird, das den Ton erzeugt, und nicht von der Schallgeschwindigkeit in einem bestimmten Medium . Das bedeutet, dass die Tonhöhe in Luft oder Wasser als gleich wahrgenommen wird, wo sich der Schall erheblich schneller als in Luft ausbreitet (z. B. etwa 1500 m/s).
Offensichtlich hat sich zwischen den Luft- und Wasserszenarien etwas geändert. Da die Schallgeschwindigkeit gleich der Frequenz multipliziert mit der Wellenlänge ist, hat der 1000-Hz-Schall eine Wellenlänge, die in Wasser erheblich länger ist als in Luft. Dies hat praktische Auswirkungen. Normalerweise gibt es einen kleinen Unterschied im Timing, wenn der Ton jedes Ihrer Ohren erreicht. In der Luft sind Ihre Ohren weit genug voneinander entfernt, dass dieser Unterschied groß genug ist, um die ungefähre Richtung zu lokalisieren, aus der der Schall kommt. Im Wasser ist der Zeitunterschied jedoch aufgrund der viel höheren Schallgeschwindigkeit im Wasser VIEL kleiner, was bedeutet, dass Sie, obwohl die Tonhöhe des Schalls nicht durch den Geschwindigkeitsunterschied beeinflusst wird, keine Informationen über die Richtung des Schalls erhalten . Unter Wasser hört man also leicht den 1000-Hz-Ton, aber man kann'
Oder kurz gesagt, es ist schwieriger, Flüssigkeiten zum Schwingen zu bringen als Luft, weil sie andere Eigenschaften haben. Wenn Sie einen Subwoofer direkt neben sich oder weit von Ihnen testen, können Sie messen, wie lange es dauert, bis der Bass Ihre Ohren erreicht. Wenn Sie versuchen, es im Wasser zu tun, sagen wir, Sie haben einen Subwoofer, der dafür gebaut ist und unter Wasser getaucht wird, wird er so konstruiert, dass er den gleichen Druck wie das Wasser hat, in dem Sie ihn spielen werden. Da es so konstruiert ist, dass es im Wasser die gleiche Vibration erzeugt, werden Sie meiner Meinung nach dasselbe hören, was Sie gehört haben, als Sie nicht unter Wasser waren, solange sich keine Luftblasen in Ihrem Ohr befinden und Ihr Gehörgang wie ein gerader ist Rohr. Damit Sie die gleichen Geräusche hören, müssen Sie nur Ihr Trommelfell (Trommelfell) auf die gleiche Weise von Wellen treffen. Scheinbar, Flüssige Wassermoleküle so zum Schwingen zu bringen wie die Luft ist schwierig, weil sie flüssig sind. Zumindest wenn noch keine Welle erzeugt wird. Und keine flüssigen Moleküle können sich schneller bewegen als die Gasmoleküle, denn das ist eine Tatsache. Die Erzeugung einer Druckwelle in Wasser ist langsamer als in Luft. Sie hören Geräusche unter Wasser anders, weil die Wellen, die sich durch die Luft bewegen, nicht genug Energie haben, um Wasser auf die gleiche Weise zum Schwingen zu bringen.
„Schall ist eine Druckwelle, aber diese Welle verhält sich durch Luft etwas anders als durch Wasser. Wasser ist dichter als Luft, daher braucht es mehr Energie, um eine Welle zu erzeugen, aber sobald eine Welle begonnen hat, bewegt sie sich schneller als sie es tun würde in der Luft tun."
KBriggs