Waarom reist geluid beter met de wind?

Je hebt misschien gemerkt dat je een geluid beter kunt horen als het afkomstig is van tegenwind in plaats van tegenwind. We gaan ervan uit dat dit komt omdat de wind "het geluid duwt." Helaas voor onze intuïties kan gemakkelijk worden aangetoond dat deze kracht te klein is om het waargenomen effect te verklaren.

De snelheid van geluid in lucht is ongeveer 760 mijl per uur (1,223 km/u). Als een typische wind op 30 mph waait, is dit slechts 4% van de geluidssnelheid, wat betekent dat wind alleen maar de afstand kan verkorten of vergroten die een bepaald geluid met die hoeveelheid moet reizen. Het verschil zou te subtiel zijn om door het menselijk oor te worden gedetecteerd, dus dit onthult duidelijk niet de bron van het fenomeen.

De werkelijke oplossing is bevestigd aan een eigendomsfysici genaamd viscositeit. Vanwege viscositeit is de windsnelheid nabij de grond eigenlijk langzamer dan snelheid op hogere hoogten. Botsingen tussen luchtmoleculen en de grond geven aanleiding tot turbulentie -effecten die voorkomen dat golven langs T worden overgedragenzijn luchtniveau zo snel.

Als lucht een uniforme temperatuur heeft, zorgt de verandering in viscositeit met hoogte ervoor dat een geluidsgolf langs de bovenste luchtlagen versnelt. Dit zorgt ervoor dat de golf naar beneden tipt, waardoor het hoorbaarder maakt voor een menselijke luisteraar. Dit omleidende-fenomenon wordt breking genoemd. Wanneer de golf tegen de wind beweegt, wordt deze in de tegenovergestelde richting gebroken - omhoog. In feite, als je boven de grond zweefde in een gebied tegen de wind van de bron, zou je het geluid heel duidelijk horen, vanwege de weerspiegeling van golven in je richting.

In een gebied met een uniforme temperatuur en geen wind reizen geluidsgolven altijd naar buiten met gelijke snelheden van de bron. Zoals we hebben gezien, is dit niet altijd het geval.