Hvorfor rejser lyd bedre med vinden?

Du har måske bemærket, at du kan høre en lyd bedre, hvis det kommer fra vindvind snarere end vindvind. Vi antager, at dette skyldes, at vinden "skubber støjen langs." Desværre for vores intuitioner kan det let vises, at denne kraft er for lille til at redegøre for den observerede effekt.

lydhastigheden i luft er ca. 760 miles i timen (1.223 km/t). Hvis en typisk vind blæser ved 30 km / h, er dette kun 4% af lydhastigheden, hvilket betyder, at vinden kun kan forkorte eller øge afstanden, som en given lyd har brug for for at bevæge sig med det beløb. Forskellen ville være for subtil til at blive detekteret af det menneskelige øre, så åbenbart afslører dette ikke kilden til fænomenet.

Den faktiske løsning er knyttet til en egenskabsfysikere kaldet viskositet. På grund af viskositet er vindhastighed nær jorden faktisk langsommere end hastigheden i højere højder. Kollisioner mellem luftmolekyler og jorden giver anledning til turbulenseffekter, der forhindrer, at bølger overføres langs Thans luftniveau så hurtigt.

Hvis luft har en ensartet temperatur, får ændringen i viskositet med højde en lydbølge til at accelerere langs de øverste luftlag. Dette får bølgen til at vippe nedad, hvilket gør den mere hørbar for en menneskelig lytter. Denne omdirigeringsfænomen kaldes brydning. Når bølgen bevæger sig mod vinden, brydes den i den modsatte retning - opad. Faktisk, hvis du svævede over jorden i et område, der er vind fra kilden, ville du høre lyden ganske tydeligt på grund af reflektionen af ​​bølger i din retning.

I et område med ensartet temperatur og ingen vind rejser lydbølger altid udad med lige hastigheder fra kilden. Som vi har set, er dette ikke altid tilfældet.