Scientia

Aflându-vă în toiul verii la  pescuit sau într-un camping pe malul unui lac, aţi sesizat poate faptul că noaptea puteţi auzi clar conversaţiile oamenilor de pe malul opus, chiar dacă aceştia se află la aproape un kilometru distanţă sau chiar mai mult. Cum se întâmplă de fapt acest lucru?

Nu-i aşa că parcă suprafaţa lacului amplifică sunetul într-un fel? Dar, de fapt, nu este vorba doar de amplificarea sunetului, aşa cum ar face-o un microfon sau un sistem de amplificare, ci doar de faptul că nu este vorba doar de sunet.

Sunetul este alcătuit din vibraţiile aerului. Tipul de pe malul opus al lacului scoate sunetele acestea presând aerul din plămâni pe coardele sale vocale, ceea ce le face să vibreze. Ele, la rândul lor, fac ca aerul care îi iese pe gură să vibreze. El transformă aceste vibraţii în cuvinte , prin intermediul buzelor şi al limbii, iar vibraţiile modificate îţi sunt transmise prin aer ţie, luând forma unor valuri de presiune a aerului, în mod similar cu undele ce trec peste suprafaţa apei. Acestea se împrăştie prin aer în toate direcţiile: sus jos şi în cele patru puncte cardinale. Fireşte că cu cât eşti mai departe , cu atât mai mică este fracţiunea din întreaga energie sonoră pe care urechile tale sunt capabile s-o intercepteze, şi asta pentru că majoritatea energiei sonore s-a împrăştiat în alte direcţii. La aproape un kilometru distanţă, porţiunea care îţi ajunge la urechi este, în mod normal, atât de nesemnificativă, încât nu ai avea cum să-l auzi pe individ, dacă acesta vorbeşte pe un ton normal.

Efectul ciudat are de-a face cu faptul că sunetul călătoreşte cu o viteză puţin  mai mare prin aerul cald, decât prin aerul rece. Aceasta deoarece moleculele de aer pot transmite vibraţii doar atunci când intră în coliziune unele cu celelalte, iar moleculele mai calde intră în coliziune mai frecvent, pentru că se mişcă mai rapid. În timpul zilei, soarele a strălucit cu putere deasupra aerului şi apei. Dar, în comparaţie cu aerul, apa se încălzeşte cu mult mai greu, aşa că apa rămâne, oricum, mai rece decât aerul. Apa mai rece răceşte stratul de aer situat imediat deasupra ei, aşa că acum avem un strat de aer rece sub straturile de aer mai cald. Iar dacă nu apare nici o adiere de vânt, care să amestece straturile de aer,  atunci vor rămâne astfel dispuse toată seara.

Tu, la marginea lacului, te situezi în zona stratului rece. Sunetul care vine de la guralivul de pe marginea cealaltă a lacului călătoreşte cel mai mult prin stratul superior şi mai cald de aer, dar atunci când ajunge la tine, întâlneşte stratul mai rece de aer şi încetineşte. Această încetinire bruscă a undelor sonore le face să se întoarcă în jos: el sunt refractate, exact aşa cum undele luminoase se întorc în jos, în momentul în care sunt încetinite în timp ce se îndreaptă din aer în apă. Poţi spune şi că undele sonore mai rapide şi mai înalte le întrec pe cele mai încete şi mai joase şi cad peste acestea, astfel încât sunetul ia o direcţie descendentă. În felul acesta, un număr neobişnuit de mare de unde sonore sunt îndreptate în jos, spre urechile tale, şi aşa auzi tu mai multe decât ai dori, doar din cauza distanţei la care te afli.

Bineînţeles că aici este valabilă şi reciproca. Aşa că dacă stai la un foc de tabără cu prietenii într-o seară liniştită de vară, ai grijă la ceea ce spui, mai ales despre nenorocitul de pe partea cealaltă a lacului.

Bibliografie: What Einstein told his barber - More scientific answers to everyday questions, de Robert L. Wolke

Blogul autorului: Gândeşte raţional