02.07.2020

Ako sa zvuk šíri vo vode. Šírenie a počuteľnosť zvuku vo vode. Grafické znázornenie neviditeľnej vlny


LOV LOV

Šírenie zvuku vo vode .

Zvuk sa vo vode šíri päťkrát rýchlejšie ako vo vzduchu. priemerná rýchlosť sa rovná 1400 - 1500 m/s (rýchlosť šírenia zvuku vo vzduchu je 340 m/s). Zdalo by sa, že sa zlepšuje aj počuteľnosť vo vode. V skutočnosti to tak ani zďaleka nie je. Sila zvuku totiž nezávisí od rýchlosti šírenia, ale od amplitúdy zvukových vibrácií a schopnosti vnímania sluchových orgánov. v slimákovi vnútorné ucho nachádza sa Cortiho orgán pozostávajúci zo sluchových buniek. Zvukové vlny rozvibrujú ušný bubienok sluchové ossicles a membrána Cortiho orgánu. Z vláskových buniek posledne menovaných, vnímajúcich zvukové vibrácie, nervová excitácia ide do sluchového centra, ktoré sa nachádza v temporálny lalok mozgu.

Zvuková vlna sa môže dostať do vnútorného ucha človeka dvoma spôsobmi: vedením vzduchu cez vonkajší zvukovod, bubienok a sluchové kostičky stredného ucha a cez kostného vedenia- vibrácie kostí lebky. Na povrchu prevláda vedenie vzduchom a pod vodou kostné vedenie. Potvrdzuje to jednoduchá skúsenosť. Zakryte si obe uši dlaňami. Na povrchu sa počuteľnosť prudko zhorší, ale pod vodou sa to nepozoruje.

Zvuky pod vodou sú teda vnímané hlavne kostným vedením. Teoreticky sa to vysvetľuje tým, že akustický odpor vody sa približuje akustickému odporu ľudských tkanív. Preto je strata energie pri prechode zvukových vĺn z vody do kostí ľudskej hlavy menšia ako vo vzduchu. Vedenie vzduchu pod vodou takmer zmizne, pretože vonkajší zvukovod je naplnený vodou a malá vrstva vzduchu v blízkosti bubienka slabo prenáša zvukové vibrácie.

Experimenty preukázali, že kostná vodivosť je o 40 % nižšia ako vodivosť vzduchom. Preto sa počuteľnosť pod vodou vo všeobecnosti zhoršuje. Rozsah počuteľnosti s kostným vedením zvuku nezávisí ani tak od sily, ako skôr od tónu: čím vyšší je tón, tým ďalej je zvuk počuť.

Podmorský svet je pre človeka svetom ticha, kde nie sú žiadne cudzie zvuky. Preto najjednoduchšie zvukové signály možno vnímať pod vodou na značné vzdialenosti. Človek počuje úder na kovovú nádobu ponorenú do vody vo vzdialenosti 150-200 m, zvuk hrkálky na 100 m, zvon na 60 m.

Zvuky vydávané pod vodou sú zvyčajne nepočuteľné na hladine, rovnako ako zvuky zvonku nie sú počuť pod vodou. Aby ste vnímali zvuky pod vodou, musíte sa aspoň čiastočne potápať. Ak vstúpite do vody po kolená, začnete vnímať zvuk, ktorý doteraz nebol počuť. Ako sa potápate, hlasitosť sa zvyšuje. Dobre počuteľný je najmä pri ponorení hlavy.

Na vydávanie zvukových signálov z hladiny je potrebné spustiť zdroj zvuku do vody aspoň na polovicu a intenzita zvuku sa zmení. Orientácia pod vodou sluchom je mimoriadne náročná. Vo vzduchu prichádza zvuk do jedného ucha o 0,00003 sekundy skôr ako do druhého. To vám umožní určiť umiestnenie zdroja zvuku s chybou iba 1-3 °. Pod vodou je zvuk súčasne vnímaný oboma ušami, a preto nie je jasné, smerové vnímanie. Chyba orientácie je 180°.

Iba v špeciálne navrhnutom experimente jednotlivé pľúca potápači po dlhých potulkách a. vyhľadávanie smerovalo na miesto zdroja zvuku, ktoré bolo od nich 100 – 150 m. Zistilo sa, že systematický tréning po dlhú dobu umožňuje vyvinúť schopnosť pomerne presnej navigácie podľa zvuku pod vodou. Akonáhle sa však tréning zastaví, jeho výsledky sú anulované.

Prenos zvuku

Nemyslite si, že zvuk sa prenáša len vzduchom. Môže prechádzať cez iné látky – plynné, kvapalné, dokonca aj pevné. Zvuk sa vo vode šíri viac ako štyrikrát rýchlejšie ako vo vzduchu.

Ak pochybujete o tom, že zvuk sa môže prenášať vodou, opýtajte sa pracovníkov, ktorí boli v podmorských štruktúrach: potvrdia, že pobrežné zvuky sú pod vodou jasne počuteľné.

A od rybárov sa dozviete, že ryby sa rozpŕchnu pri najmenšom podozrivom hluku na brehu.

Vedci pred 200 rokmi presne zmerali, ako rýchlo sa zvuk šíri pod vodou. Stalo sa tak na jednom zo švajčiarskych jazier – na Ženeve. Dvaja fyzici nastúpili do člnov a rozišli sa tri kilometre od seba. Z boku jedného člna visel pod vodou zvon, do ktorého sa dalo udrieť kladivom s dlhou násadou. Táto rukoväť bola spojená so zariadením na zapálenie pušného prachu v malom mažiari namontovanom na prove člna: súčasne s úderom na zvon sa vznietil pušný prach a ďaleko naokolo bolo vidieť jasný záblesk. Samozrejme, mohol vidieť tento záblesk a fyzika, ktorý sedel v inej lodi a počúval zvuk zvonu v potrubí spustenom pod vodou. Podľa oneskorenia zvuku v porovnaní so zábleskom sa určilo, koľko sekúnd zvuk prechádzal vodou z jednej lode na druhú. Takýmito experimentmi sa zistilo, že zvuk sa vo vode šíri asi 1 440 m za sekundu.

Tvrdé elastické materiály, ako je liatina, drevo, kosti, prenášajú zvuk ešte lepšie a rýchlejšie. Priložte ucho na koniec dlhého dreveného trámu alebo klády a požiadajte priateľa, aby udrel palicou na opačný koniec, budete počuť dunivý zvuk nárazu prenášaný cez celú dĺžku trámu. Ak je okolie dostatočne tiché a cudzie zvuky nerušia, potom je dokonca možné cez lištu počuť tikanie hodín pripevnených na opačnom konci. Zvuk sa tiež dobre prenáša cez železné koľajnice alebo nosníky, cez liatinové rúry, cez pôdu. Keď priložíte ucho k zemi, môžete počuť dupot konských nôh dlho predtým, ako sa dostane do vzduchu; a zvuky výstrelov z dela sa takto ozývajú z takých vzdialených zbraní, ktorých dunenie sa vzduchom vôbec nedostane. Elastické pevné materiály tak dobre prenášajú zvuk; mäkké tkanivá, voľné, neelastické materiály prenášajú zvuk cez seba veľmi zle - „absorbujú“ ho. Preto vešajú na dvere hrubé závesy, ak chcú, aby sa zvuk nedostal do ďalšej miestnosti. Koberce, čalúnený nábytok, šaty ovplyvňujú zvuk podobným spôsobom.

Tento text je úvodným dielom. Z knihy najnovšia kniha faktov. Zväzok 3 [Fyzika, chémia a technika. História a archeológia. Zmiešaný] autora Kondrashov Anatolij Pavlovič

Z knihy Fyzika na každom kroku autora Perelman Jakov Isidorovič

Rýchlosť zvuku Už ste niekedy z diaľky sledovali drevorubača, ktorý rúbal strom? Alebo ste možno v diaľke sledovali tesára pri zatĺkaní klincov? Možno ste si tu všimli veľmi zvláštnu vec: úder nie je počuť, keď sekera narazí na strom resp

Z knihy Pohyb. Teplo autora Kitaygorodsky Alexander Isaakovič

Sila zvuku Ako zvuk slabne so vzdialenosťou? Fyzik vám povie, že zvuk sa tlmí „inverzne so štvorcom vzdialenosti“. To znamená nasledovné: aby bol zvuk zvonu v trojitej vzdialenosti počuť rovnako hlasno ako v jednej vzdialenosti, musíte súčasne

Z knihy Nikolu Teslu. PREDNÁŠKY. ČLÁNKY. od Tesly Nikola

Rýchlosť zvuku Nebojte sa hromu po bliknutí blesku. Určite ste už o tom počuli. A prečo? Faktom je, že svetlo sa šíri neporovnateľne rýchlejšie ako zvuk, a to takmer okamžite. Hromy a blesky sa vyskytujú v rovnakom okamihu, ale vidíme blesky dovnútra

Z knihy Pre mladých fyzikov [Zážitky a zábava] autora Perelman Jakov Isidorovič

Zafarbenie zvuku Videli ste, ako je gitara naladená - struna je natiahnutá na kolíkoch. Ak sa zvolí dĺžka struny a stupeň napnutia, struna pri dotyku vydá veľmi špecifický tón. Ak však zvuk struny počúvate dotykom na rôznych miestach -

Z knihy Čo hovorí svetlo autora Suvorov Sergej Georgievič

Zvuková energia Všetky častice vzduchu obklopujúce znejúce teleso sú v stave kmitania. Ako sme zistili v kapitole V, kmitanie podľa sínusového zákona hmotný bod má určitú a nemennú celkovú energiu.Keď kmitavý bod prejde polohou

Z knihy Ako pochopiť zložité fyzikálne zákony. 100 jednoduchých a zábavných zážitkov pre deti a ich rodičov autora Dmitriev Alexander Stanislavovič

Tlmenie zvuku so vzdialenosťou Od znejúceho nástroja sa zvuková vlna šíri, samozrejme, všetkými smermi.Nakreslime si v duchu dve gule rôznych polomerov blízko zdroja zvuku. Samozrejme, že zvuková energia prechádzajúca cez prvú guľu prejde aj cez druhú guľu

Z knihy Interstellar: veda v zákulisí autora Thorn Kip Steven

Odraz zvuku V tejto časti budeme predpokladať, že dĺžka zvukovej vlny je dostatočne malá, a preto sa zvuk šíri pozdĺž lúčov. Čo sa stane, keď takýto zvukový lúč dopadne zo vzduchu na pevný povrch? Je jasné, že v tomto prípade dochádza k odrazu

Z knihy autora

OBJAV NEČAKÁVANÝCH VLASTNOSTÍ ATMOSFÉRY - PODIVNÉ EXPERIMENTY - PRENOS ELEKTRICKEJ ENERGIE JEDINÝM KÁBLOM BEZ NÁVRATKU - PRENOS CEZ ZEM BEZ KÁBLOV Ďalší z týchto dôvodov je ten, že som si uvedomil, že prenos elektrická energia

Z knihy autora

PRENOS ELEKTRICKEJ ENERGIE BEZ KÁBLOV* Koncom roku 1898 ma systematický výskum, ktorý sa dlhé roky vykonával na zlepšenie spôsobu prenosu elektrickej energie cez prírodné prostredie, priviedol k pochopeniu troch dôležitých potrieb; Najprv -

Z knihy autora

Z knihy autora

Prenos zvuku rádiovým elektrónkovým generátorom, ktorého schéma je znázornená na obr. 24 generuje rádiové emisie s nezmenenými parametrami. Urobme k tomu malé doplnenie: do obvodu, ktorý dodáva napätie do mriežky elektrónovej výbojky, pripojíme cez indukciu

Z knihy autora

48 Prenos energie hmotou Na experiment potrebujeme: tucet mincí za rubeľ. Už sme sa stretli s rôznymi vlnami. Tu je ďalší starý experiment, ktorý vyzerá celkom vtipne a ukazuje, ako vlna prechádza objektom. Vezmite si maličkosť – napríklad mince

Z knihy autora

30. Odovzdávanie správ minulosti Súbor pravidiel pre diváka Predtým, ako Christopher Nolan režíroval Interstellar a prepracoval scenár, jeho brat Jonah mi povedal o súbore pravidiel Aby sa sci-fi film udržal na správnej ceste

Z knihy autora

Kapitola 30 Posolstvá do minulosti Ako si moderní fyzici predstavujú cestovanie späť v čase v štyroch časopriestorových dimenziách bez objemu, pozri poslednú kapitolu Čierne diery a záhyby času [Thorn 2009], kapitoly

Z knihy autora

Kapitola 30 Posielanie správ do minulosti Vo veľkom, ako v našej bráne, sú pozície v časopriestore, kde možno posielať správy a čímkoľvek presúvať, obmedzené zákonom, že nič nemôže cestovať rýchlejšie ako svetlo. Preskúmať

K základným zákonitostiam šírenia zvuku patria zákony jeho odrazu a lomu na hraniciach rôznych médií, ako aj difrakcie zvuku a jeho rozptylu v prítomnosti prekážok a nehomogenít v médiu a na rozhraniach medzi médiami.

Vzdialenosť šírenia zvuku je ovplyvnená faktorom absorpcie zvuku, to znamená nevratným prenosom energie zvukových vĺn na iné druhy energie, najmä na teplo. Dôležitý faktor je aj smer žiarenia a rýchlosť šírenia zvuku, ktorá závisí od prostredia a jeho špecifického stavu.

Akustické vlny sa šíria zo zdroja zvuku všetkými smermi. Ak zvuková vlna prechádza relatívne malým otvorom, šíri sa všetkými smermi a nejde v nasmerovanom lúči. Napríklad zvuky ulice prenikajúce cez otvorené okno do miestnosti sú počuť vo všetkých jej bodoch, a to nielen oproti oknu.

Charakter šírenia zvukových vĺn pri prekážke závisí od pomeru medzi rozmermi prekážky a vlnovou dĺžkou. Ak sú rozmery prekážky malé v porovnaní s vlnovou dĺžkou, tak vlna obteká túto prekážku a šíri sa všetkými smermi.

Zvukové vlny, prenikajúce z jedného média do druhého, sa odchyľujú od svojho pôvodného smeru, to znamená, že sa lámu. Uhol lomu môže byť väčší alebo menší ako uhol dopadu. Záleží na tom, z akého média zvuk vychádza. Ak je rýchlosť zvuku v druhom médiu väčšia, potom uhol lomu bude väčší ako uhol dopadu a naopak.

Keď na svojej ceste narazí na prekážku, zvukové vlny sa od nej odrážajú podľa prísne definovaného pravidla - uhla odrazu rovný uhlu padanie - s tým súvisí pojem ozveny. Ak sa zvuk odráža od niekoľkých povrchov v rôznych vzdialenostiach, dochádza k viacnásobným ozvenám.

Zvuk sa šíri vo forme rozbiehajúcej sa sférickej vlny, ktorá vypĺňa stále väčší objem. Ako sa vzdialenosť zväčšuje, kmity častíc média slabnú a zvuk sa rozptyľuje. Je známe, že aby sa zväčšila prenosová vzdialenosť, musí byť zvuk sústredený v danom smere. Keď chceme, aby nás bolo napríklad počuť, priložíme si ruky k ústam alebo použijeme náustok.

Veľký vplyv na rozsah šírenia zvuku má difrakcia, teda ohyb zvukových lúčov. Čím je médium heterogénnejšie, tým viac je zvukový lúč ohnutý, a teda aj kratšia vzdialenosť šírenia zvuku.

šírenie zvuku

Zvukové vlny sa môžu šíriť vzduchom, plynmi, kvapalinami a pevné látky. Vlny sa netvoria v priestore bez vzduchu. To možno ľahko zistiť z jednoduchého experimentu. Ak je elektrický zvonček umiestnený pod vzduchotesným uzáverom, z ktorého sa odvádza vzduch, nepočujeme žiadny zvuk. Akonáhle sa však uzáver naplní vzduchom, ozve sa zvuk.

Rýchlosť šírenia oscilačných pohybov z častice na časticu závisí od prostredia. V dávnych dobách kládli bojovníci uši k zemi a tak objavili nepriateľskú jazdu oveľa skôr, ako sa zdalo na dohľad. A slávny vedec Leonardo da Vinci v 15. storočí napísal: „Ak ste na mori, spustíte otvor potrubia do vody a druhý koniec si priložíte k uchu, budete počuť hluk lodí veľmi vzdialených od ty."

Rýchlosť zvuku vo vzduchu prvýkrát zmerala v 17. storočí Milánska akadémia vied. Na jednom z kopcov bolo inštalované delo a na druhom pozorovacie stanovište. Čas sa zaznamenával ako v momente výstrelu (bleskom), tak aj v momente príjmu zvuku. Zo vzdialenosti pozorovacieho stanovišťa a pištole a času vzniku signálu už nebolo ťažké vypočítať rýchlosť šírenia zvuku. Ukázalo sa, že je to rovných 330 metrov za sekundu.

Vo vode bola rýchlosť šírenia zvuku prvýkrát zmeraná v roku 1827 na Ženevskom jazere. Dve lode boli jedna od druhej vo vzdialenosti 13847 metrov. Na prvom bol pod dno zavesený zvon a na druhom bol do vody spustený jednoduchý hydrofón (klaksón). Na prvom člne súčasne s úderom na zvon zapálil pušný prach, na druhom pozorovateľovi v momente záblesku spustil stopky a začal čakať na príchod zvukového signálu zvona. . Ukázalo sa, že zvuk sa vo vode šíri viac ako 4-krát rýchlejšie ako vo vzduchu, t.j. rýchlosťou 1450 metrov za sekundu.

Rýchlosť šírenia zvuku

Čím vyššia je elasticita média, tým väčšia je rýchlosť: v gume 50, vo vzduchu 330, vo vode 1450 av oceli - 5000 metrov za sekundu. Ak by sme my, čo sme boli v Moskve, mohli kričať tak hlasno, že by sa zvuk dostal do Petrohradu, potom by nás tam bolo počuť len za pol hodinu, a ak by sa zvuk šíril na rovnakú vzdialenosť v oceli, bol by prijatý za dve minúty. .

Rýchlosť šírenia zvuku je ovplyvnená stavom toho istého média. Keď hovoríme, že zvuk sa šíri vo vode rýchlosťou 1450 metrov za sekundu, vôbec to neznamená, že v akejkoľvek vode a za akýchkoľvek podmienok. So zvýšením teploty a slanosti vody, ako aj so zvýšením hĺbky, a teda hydrostatický tlak rýchlosť zvuku sa zvyšuje. Alebo vezmite oceľ. Aj tu rýchlosť zvuku závisí od teploty aj od kvalitatívneho zloženia ocele: čím viac uhlíka obsahuje, tým je tvrdšia, zvuk sa v nej šíri rýchlejšie.

Narazí na prekážku na svojej ceste, zvukové vlny sa od nej odrážajú v prísne isté pravidlo: Uhol odrazu sa rovná uhlu dopadu. Zvukové vlny prichádzajúce zo vzduchu sa takmer úplne odrážajú smerom nahor od hladiny vody a zvukové vlny pochádzajúce zo zdroja vo vode sa od nej odrážajú smerom nadol.

Zvukové vlny, prenikajúce z jedného média do druhého, sa odchyľujú od svojej pôvodnej polohy, t.j. sú lámané. Uhol lomu môže byť väčší alebo menší ako uhol dopadu. Závisí to od média, z ktorého zvuk preniká. Ak je rýchlosť zvuku v druhom médiu väčšia ako v prvom, potom bude uhol lomu väčší ako uhol dopadu a naopak.

Vo vzduchu sa zvukové vlny šíria vo forme rozbiehajúcej sa sférickej vlny, ktorá vypĺňa stále väčší objem, pretože vibrácie častíc spôsobené zdrojmi zvuku sa prenášajú do vzdušnej hmoty. S rastúcou vzdialenosťou však oscilácie častíc slabnú. Je známe, že na zväčšenie prenosovej vzdialenosti musí byť zvuk sústredený v danom smere. Keď chceme, aby nás bolo lepšie počuť, priložíme si dlane k ústam alebo použijeme roh. V tomto prípade bude zvuk tlmený menej a zvukové vlny sa budú šíriť ďalej.

S rastúcou hrúbkou steny sa zvyšuje sonar na nízkych stredných frekvenciách, ale „zákerná“ koincidencia rezonancie, ktorá spôsobuje dusenie sonaru, sa začína prejavovať pri nižších frekvenciách a zachytáva ich širšiu oblasť.

Vo vode sa zvuk absorbuje stokrát menej ako vo vzduchu. Napriek tomu je počuteľnosť vo vodnom prostredí oveľa horšia ako v atmosfére. Vysvetľujú to zvláštnosti ľudského vnímania zvuku. Vo vzduchu je zvuk vnímaný dvoma spôsobmi: prenosom vzdušných vibrácií do bubienka (vzduchové vedenie) a takzvaným kostným vedením, kedy zvukové vibrácie vnímajú a prenášajú do načúvacieho prístroja kosti lebky.

V závislosti od typu potápačského výstroja potápač vníma zvuk vo vode s prevahou buď vzdušného alebo kostného vedenia. Prítomnosť trojrozmernej prilby naplnenej vzduchom umožňuje vnímať zvuk vedením vzduchu. Značná strata zvukovej energie je však nevyhnutná v dôsledku odrazu zvuku od povrchu prilby.

Pri zostupe bez výstroja alebo vo výstroji s priliehavou prilbou prevláda kostné vedenie.

Znakom vnímania zvuku pod vodou je aj strata schopnosti určiť smer k zdroju zvuku. Je to spôsobené tým, že ľudské orgány sluchu sú prispôsobené rýchlosti šírenia zvuku vzduchom a určujú smer k zdroju zvuku v dôsledku rozdielu času príchodu zvukového signálu a relatívnej hladiny akustického tlaku vnímanej každým uchom. Vďaka zariadeniu ušnicačlovek vo vzduchu je schopný určiť, kde je zdroj zvuku - vpredu alebo vzadu, dokonca aj jedným uchom. Vo vode je všetko inak. Rýchlosť šírenia zvuku vo vode je 4,5-krát väčšia ako vo vzduchu. Preto je rozdiel v čase príjmu zvukového signálu každým uchom taký malý, že je takmer nemožné určiť smer k zdroju zvuku.

Pri použití tvrdej prilby ako súčasti výbavy je možnosť určenia smeru k zdroju zvuku vo všeobecnosti vylúčená.

Biologické účinky plynov na ľudský organizmus

Otázka o biologický dopad plynov nebol nastavený náhodou a je spôsobený tým, že procesy výmeny plynov pri dýchaní človeka za normálnych podmienok a tzv. hyperbarickej (t.j. vysoký krvný tlak) sú výrazne odlišné.

Je známe, že bežný atmosférický vzduch, ktorý dýchame, je nevhodný na dýchanie pilotov pri letoch vo veľkých výškach. Obmedzené využitie nachádza aj na dýchanie potápačov. Pri zostupe do hĺbok viac ako 60 m je nahradený špeciálnymi zmesami plynov.

Zvážte základné vlastnosti plynov, ktoré ako v čistej forme, a zmiešané s inými sa používajú na dýchanie potápačmi.

Vo svojom zložení je vzduch zmesou rôznych plynov. Hlavné zložky vzduchu sú: kyslík - 20,9%, dusík - 78,1%, oxid uhličitý - 0,03%. Okrem toho malé množstvá vo vzduchu obsahujú: argón, vodík, hélium, neón, ako aj vodnú paru.

Plyny, ktoré tvoria atmosféru, môžeme podľa účinku na ľudský organizmus rozdeliť do troch skupín: kyslík – neustále sa spotrebúva na „udržanie všetkých životných procesov; dusík, hélium, argón atď. – nezúčastňujú sa výmeny plynov; oxid uhličitý - kedy zvýšená koncentráciaškodlivé pre telo.

Kyslík(O2) je bezfarebný plyn bez chuti a zápachu s hustotou 1,43 kg/m3. Pre človeka má veľký význam ako účastníka všetkých oxidačných procesov v organizme. V procese dýchania sa kyslík v pľúcach spája s krvným hemoglobínom a prenáša sa do celého tela, kde je neustále spotrebovaný bunkami a tkanivami. Prerušenie prísunu alebo dokonca zníženie jeho prísunu do tkanív spôsobuje hladovanie kyslíkom, sprevádzané stratou vedomia a v r. ťažké prípady- zastavenie života. Tento stav môže nastať, keď sa obsah kyslíka vo vdychovanom vzduchu zníži pri normálny tlak pod 18,5 %. Na druhej strane, so zvýšením obsahu kyslíka vo vdychovanej zmesi alebo pri dýchaní pod tlakom nad prípustné množstvo kyslíka toxické vlastnosti- Dochádza k otrave kyslíkom.

Dusík(N) - bezfarebný plyn bez zápachu a chuti s hustotou 1,25 kg/m3, je hlavnou zložkou atmosférického vzduchu podľa objemu a hmotnosti. Za normálnych podmienok je fyziologicky neutrálny, nezúčastňuje sa metabolizmu. Keď sa však tlak zvyšuje s hĺbkou ponoru potápača, dusík prestáva byť neutrálny a v hĺbkach 60 metrov a viac vykazuje výrazné narkotické vlastnosti.

Oxid uhličitý(CO2) je bezfarebný plyn kyslej chuti. Je 1,5-krát ťažší ako vzduch (hustota 1,98 kg/m3), a preto sa môže hromadiť v spodných častiach uzavretých a zle vetraných miestností.

Oxid uhličitý vzniká v tkanivách ako finálny produkt oxidačné procesy. Určité množstvo tohto plynu je v tele vždy prítomné a podieľa sa na regulácii dýchania a prebytok je krvou prenášaný do pľúc a odvádzaný vydychovaným vzduchom. Suma pridelená osobou oxid uhličitý záleží hlavne od stupňa fyzická aktivita a funkčný stav organizmu. Pri častom, hlbokom dýchaní (hyperventilácia) sa obsah oxidu uhličitého v tele znižuje, čo môže viesť k zástave dýchania (apnoe) až strate vedomia. Na druhej strane zvýšenie jeho obsahu v dýchacej zmesi viac ako prijateľné vedie k otravám.

Z ostatných plynov, ktoré tvoria vzduch, sa najviac využívajú potápači hélium(Nie). Je to inertný plyn, bez zápachu a chuti. Vyznačuje sa nízkou hustotou (asi 0,18 kg / m3) a výrazne nižšou schopnosťou vyvolať narkotické účinky pri vysoké tlaky, je široko používaný ako náhrada dusíka na prípravu umelých dýchacích zmesí pri zostupoch do veľkých hĺbok.

Použitie hélia v zložení dýchacích zmesí však vedie k ďalším nežiaducim javom. Jeho vysoká tepelná vodivosť a následne zvýšený prenos telesného tepla si vyžaduje zvýšenú tepelnú ochranu alebo aktívne zahrievanie potápačov.

Tlak vzduchu. Je známe, že atmosféra okolo nás má hmotnosť a vyvíja tlak na zemský povrch a všetky objekty na ňom. Atmosférický tlak meraný na hladine mora sa vyrovnáva v trubiciach s prierezom G cm2 so stĺpcom ortuti vysokým 760 mm alebo vodou vysokým 10,33 m. Ak sa táto ortuť alebo voda odváži, ich hmotnosť bude 1,033 kg. To znamená, že „normálny atmosférický tlak sa rovná 1,033 kgf / cm2, čo v systéme SI zodpovedá 103,3 kPa *. (* V systéme SI je jednotkou tlaku pascal (Pa). Ak je potrebný prevod, používajú sa pomery: 1 kgf / cm1 \u003d 105 Pa \u003d 102 kPa \u003d \u003d * 0,1 MPa.).

V praxi potápačských výpočtov je však nepohodlné používať takéto presné jednotky merania. Preto sa jednotka tlaku berie ako tlak, ktorý sa číselne rovná 1 kgf / cm2, ktorý sa nazýva technická atmosféra (at). Jedna technická atmosféra zodpovedá tlaku 10 m vodného stĺpca.

Vzduch sa ľahko stlačí, keď sa tlak zvýši, čím sa zníži objem v pomere k tlaku. Tlak stlačeného vzduchu sa meria tlakomerom, ktorý ukazuje pretlak t.j. tlak nad atmosférickým tlakom. Jednotka pretlaku sa označuje ati. Množstvo prebytku a atmosferický tlak volal absolútny tlak(ata).

Za normálnych pozemských podmienok vzduch zo všetkých strán rovnomerne tlačí na človeka. Ak vezmeme do úvahy, že povrch ľudského tela je v priemere 1,7-1,8 m2, sila tlaku vzduchu, ktorý naň dopadá, je 17-18 tisíc kgf (17-18 tf). Človek však tento tlak necíti, keďže jeho telo je zo 70% zložené z prakticky nestlačiteľných tekutín a v vnútorné dutiny- pľúca, stredné ucho a pod.- je to vyvážené protitlakom vzduchu tam nachádzajúceho sa a komunikujúceho s atmosférou.

Pri ponorení do vody je človek vystavený nadmernému tlaku zo stĺpca vody nad ním, ktorý sa každých 10 m zväčší o 1 ati Zmena tlaku môže spôsobiť bolesť a kompresiu, na zabránenie ktorej musí byť potápač zásobovaný dýchacím vzduchom s tlakom rovnajúcim sa absolútnemu tlaku prostredia.

Keďže sa potápači musia vysporiadať so stlačeným vzduchom alebo zmesami plynov, je vhodné pripomenúť si základné zákony, ktoré dodržiavajú, a uviesť niekoľko vzorcov potrebných pre praktické výpočty.

Vzduch, podobne ako iné skutočné plyny a zmesi plynov, sa s určitou aproximáciou riadi fyzikálnymi zákonmi, ktoré sú absolútne platné pre ideálne plyny.

POTÁPAČSKÁ VÝSTROJ

Potápačská výstroj je súbor prístrojov a výrobkov, ktoré má potápač na sebe na zabezpečenie života a práce vo vodnom prostredí po určitú dobu.

Potápačské vybavenie je vhodné na daný účel, ak môže poskytnúť:

dýchanie osoby, keď vykonáva prácu pod vodou;

izolácia a tepelná ochrana studená voda;

dostatočná pohyblivosť a stabilná poloha pod vodou;

bezpečnosť pri ponorení, výstupe na povrch a v procese práce;

bezpečné spojenie s povrchom.

V závislosti od úloh, ktoré sa majú vyriešiť, sa potápačské vybavenie delí na:

podľa hĺbky použitia - pre zariadenia pre malé (stredné) hĺbky a hlbokomorské;

podľa spôsobu poskytovania zmesi dýchacích plynov - pre autonómne a hadicové;

podľa spôsobu tepelnej ochrany - pre zariadenia s pasívnou tepelnou ochranou, elektricky a vodou ohrievané;

podľa spôsobu izolácie - pre vybavenie s vodotesnými a plynotesnými neoprénovými oblekmi "suchého" typu a priepustného "mokrého" typu.

Najucelenejšiu predstavu o funkčných vlastnostiach prevádzky potápačského vybavenia poskytuje jeho klasifikácia podľa spôsobu udržiavania zloženia potrebného na dýchanie. zmes plynov. Tu sa rozlišuje vybavenie:

vetrané;

s otvorenou schémou dýchania;

s polouzavretým vzorom dýchania;

s uzavretým dýchaním.

Zvuk je jednou zo zložiek nášho života a človek ho počuje všade. Aby sme mohli tento jav zvážiť podrobnejšie, musíme najprv pochopiť samotný koncept. Ak to chcete urobiť, musíte sa obrátiť na encyklopédiu, kde je napísané, že "zvuk sú elastické vlny šíriace sa v akomkoľvek elastickom médiu a vytvárajúce v ňom mechanické vibrácie." Hovoriac viac jednoduchý jazyk sú počuteľné vibrácie v médiu. Hlavné charakteristiky zvuku závisia od toho, čo to je. Po prvé, rýchlosť šírenia, napríklad vo vode, je iná ako v inom médiu.

Akýkoľvek zvukový analóg má určité vlastnosti (fyzikálne vlastnosti) a vlastnosti (odraz týchto vlastností v ľudských pocitoch). Napríklad trvanie-trvanie, frekvencia-výška, skladba-timbre atď.

Rýchlosť zvuku vo vode je oveľa vyššia ako, povedzme, vo vzduchu. Preto sa šíri rýchlejšie a je oveľa ďalej počuteľný. To sa deje kvôli vysokej molekulárnej hustote vodného média. Je 800-krát hustejšia ako vzduch a oceľ. Z toho vyplýva, že šírenie zvuku závisí vo veľkej miere od média. Pozrime sa na konkrétne čísla. Takže rýchlosť zvuku vo vode je 1430 m / s, vo vzduchu - 331,5 m / s.

Nízkofrekvenčný zvuk, ako napríklad hluk, ktorý vydáva lodný motor, je vždy počuť trochu predtým, ako sa loď dostane do zorného poľa. Jeho rýchlosť závisí od viacerých vecí. Ak teplota vody stúpa, prirodzene sa zvyšuje aj rýchlosť zvuku vo vode. To isté sa deje so zvýšením slanosti vody a tlaku, ktorý sa zvyšuje s rastúcou hĺbkou vodného priestoru. Taký jav, ako sú tepelné kliny, môže mať špeciálnu úlohu pri rýchlosti. Sú to miesta, kde sa stretávajú vrstvy vody rôznych teplôt.

Aj na takýchto miestach je to iné (v dôsledku rozdielu v teplotný režim). A keď zvukové vlny prechádzajú cez takéto vrstvy rôznej hustoty, strácajú najviac svoju silu. Tvárou v tvár termoklinu sa zvuková vlna čiastočne a niekedy úplne odráža (stupeň odrazu závisí od uhla, pod ktorým zvuk dopadá), po čom sa na druhej strane tohto miesta vytvorí tieňová zóna. Ak vezmeme do úvahy príklad, keď sa zdroj zvuku nachádza vo vodnom priestore nad termoklinou, potom bude takmer nemožné počuť niečo ešte nižšie.

Ktoré sú publikované nad hladinou, nikdy nepočuť v samotnej vode. A naopak, keď je pod vodnou vrstvou: nad ňou neznie. Pozoruhodným príkladom sú moderní potápači. Ich sluch je značne znížený v dôsledku toho, že voda ovplyvňuje a vysoká rýchlosť zvuku vo vode znižuje kvalitu určovania smeru, z ktorého sa pohybuje. Tým sa otupuje stereofónna schopnosť vnímať zvuk.

Pod vrstvou vody vstupujú ľudské ucho najviac cez kosti lebky hlavy, a nie ako v atmosfére, cez ušné bubienky. Výsledkom tohto procesu je jeho vnímanie súčasne oboma ušami. Ľudský mozog v tomto čase nedokáže rozlíšiť, odkiaľ signály prichádzajú a v akej intenzite. Výsledkom je vynorenie sa vedomia, že zvuk sa akoby valí zo všetkých strán súčasne, aj keď to zďaleka nie je pravda.

Okrem vyššie uvedeného majú zvukové vlny vo vodnom priestore také vlastnosti, ako je absorpcia, divergencia a rozptyl. Prvým je, keď sila zvuku v slanej vode postupne mizne v dôsledku trenia vodného prostredia a solí v ňom. Divergencia sa prejavuje odstránením zvuku od jeho zdroja. Zdá sa, že sa v priestore rozpúšťa ako svetlo a v dôsledku toho jeho intenzita výrazne klesá. A výkyvy úplne miznú kvôli rozptylu na všemožných prekážkach, nehomogenitách média.