Hvorfor reiser lyd bedre med vinden?

Du har kanskje lagt merke til at du kan høre en lyd bedre hvis den kommer fra motvind i stedet for motvind. Vi antar at dette er fordi vinden "skyver støyen." Dessverre for intuisjonene våre, kan det lett vises at denne kraften er for liten til å redegjøre for den observerte effekten.

Lydens hastighet er omtrent 760 miles per time (1 223 km/t). Hvis en typisk vind blåser på 30 mph, er dette bare 4% av lydhastigheten, noe som betyr at vind bare kan forkorte eller øke avstanden en gitt lyd trenger å reise med den mengden. Forskjellen vil være for subtil til å bli oppdaget av det menneskelige øret, så åpenbart avdekker ikke dette fenomenet.

Den faktiske løsningen er festet til en eiendomsfysikere som kalles viskositet. På grunn av viskositet er vindhastigheten nær bakken faktisk tregere enn hastigheten i større høyder. Kollisjoner mellom luftmolekyler og bakken gir opphav til turbulenseffekter som forhindrer bølger fra å bli overført langs tLuftnivået hans like raskt.

Hvis luft har en jevn temperatur, får endringen i viskositet med høyden en lydbølge til å akselerere langs de øverste luftlagene. Dette får bølgen til å tippe nedover, noe som gjør den mer hørbar for en menneskelig lytter. Dette viderekoblingsfenomenet kalles refraksjon. Når bølgen beveger seg mot vinden, brytes den i motsatt retning - oppover. Faktisk, hvis du svevde over bakken i et område motvind fra kilden, ville du hørt lyden ganske tydelig, på grunn av refleksjonen av bølger i din retning.

I et område med jevn temperatur og ingen vind, reiser lydbølger alltid utover i like hastigheter fra kilden. Som vi har sett, er dette ikke alltid tilfelle.