Hvorfor rejser lyd bedre med vinden?

Du har måske bemærket, at du kan høre en lyd bedre, hvis den kommer fra modvind frem for modvind. Vi antager, at dette skyldes, at vinden "skubber støjen sammen." Desværre for vores intuitioner kan det let vises, at denne kraft er for lille til at tage højde for den observerede effekt.

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

Den egentlige løsning er knyttet til en ejendomsfysikere kaldet viskositet. På grund af viskositet er vindhastigheden nær jorden faktisk langsommere end hastighed i højere højder. Kollisioner mellem luftmolekyler og jorden giver anledning til turbulensvirkninger, der forhindrer, at bølger transmitteres langs dette 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. Dette omdirigeringsfænomen kaldes brydning. Når bølgen bevæger sig mod vinden, brydes den i den modsatte retning - opad. Faktisk, hvis du svæver over jorden i et område modvind fra kilden, ville du høre lyden ganske tydeligt på grund af reflektionen af ​​bølger i din retning.

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