Особености на разпространението и звук радиация във водата риба bioacoustics, collectedpapers
Под звука разбере еластични вълни, които се намират в рамките на човешкия слух, в диапазона на колебание от 16 Hz до 20 кХц. Трептения с честота под 16 Hz, се наричат по-долу звук, над 20 кХц -ultrazvukom.
Вода в сравнение с въздуха има по-голяма плътност и по-малка свиваемост. В тази връзка, скоростта на звука във вода по време на четири и половина по-голяма от във въздуха, и е 1440 m / сек. Честотата на звукови вибрации (Nu) е свързана с дължината на вълната-HN (ламбда) съотношение: С = ламбда Nu. Sound разпространява във вода без дисперсия. Скоростта на звука във вода се променя в зависимост от два параметъра: плътност и температура. Промяна темпера-турове 1 ° води до съответна промяна на скоростта на звука от 3,58 метра в секунда. Ако следваме скоростта prostraneniya състезания звуковите от повърхността до дъното, се оказва, че сън Чала поради температура снижаване по бързо се понижава достигна-IBA определена дълбочина минимум, а след това, с дълбочина, Начи-naet бързо нараства в резултат на увеличението вода под налягане, което е известно, че увеличава с около 1 атм всеки 10 m в дълбочина.
Тъй като дълбочината на около 1200 m, когато температурата на водата остава по същество постоянен, промяната в язва Единична скорост се дължи на промени в налягането. "На дълбочина около 1200 м (за Atlantic) има минимална стойност на скоростта на звука; на голяма дълбочина, благодарение на Уве-lichenie налягане отново увеличава скоростта на звука. Тъй като звукови лъчи винаги са сгънати до каква част от тази среда, където най-ниската си скорост, те са концентрирани в слой с мини скорост мал на звука "(Krasil'nikov, 1954 г.). Този слой на открито съветски физици Л. Г. Rozenbergom и LM Брей-Хоув, се нарича "подводен звук." Звукът, впримчени в звуковия канал може да се разпространява без затихване на дълги разстояния. Това е особено необходимо Мо да се има предвид, когато се разглежда акустична сигнализация дълбоководни видове риби.
Абсорбцията на звука във вода от 1000 пъти по-малко, отколкото във въздуха. Източникът на звук в качеството на въздуха от 100 кВт във вода лукав-шен на разстояние до 15 км; във вода в източника на звук се чува 1 kw на разстояние от 30-40 км. Звуци на различни честоти се абсорбират по различен начин: най-силно поглъща звука СЕЗОН кал честота и mgnee всички - ниски звуци. Ниска абсорбция на звука във водата могат да го използват за сонар и аларма. Вода пространство, изпълнено с големи почести коли различни звуци. Звучи на водите на световния океан, както е показано от Американската хидрофони, Уенц (Венц, 1962), да възникне поради следните фактори: приливите и по Livs, течения, вятър, земетресение и цунами, предизвикана от стриатума човешки дейности и биологичния живот. Естеството на шум, генериран от различни фактори, Otley chaetsya-подобен набор от звуковите честоти и тяхната интензивност. Фиг. 2 показва зависимостта на спектъра и нивото на язва налягане тях океани-Ing от причиняващи фактори.
В различни области на океаните състава дефинирани делящи различни компоненти на шума. Голямо влияние, докато от състава на звуци има дъно и крайбрежие.
По този начин, съставът и интензивността на шума в различни области на океаните изключително разнообразни. Susche съществуват емпирична формула, показваща зависимостта на интензивността на морето шум ги причинява фактори. Въпреки това, за практически цели, за измерване на шума на океана, обикновено са емпирично.
Трябва да се отбележи, че NAI-голяма интензивност различни индустриални звуци, съвместно седят на мъжа сред световните океани на звуци: шума на кораби, тралове и др Според Шейн (1964), те имат интензивността на 10-100 пъти по-голяма в сравнение с другите звуци на океаните .. , Въпреки това, както може да се види от фиг. 2, тяхната спектрален състав е малко по-различен от спектрален състав на звука от други фактори.
Съставът на шума на океана
В разпространението на звукови вълни във водата може да отрови-сбирка, пречупена, абсорбира, чувствам дифракция и интерференция.
Натъкват пречка, звуковите вълни се отразяват от нея, когато тяхната дължина на вълната (ламбда) е по-малък от размера на препятствията или да обикалят (diffragirovat) тя, когато тяхната дължина на вълната е по-голяма от препятствията. В този случай, можете да чуете какво се случва зад препятствието, без да виждат с него директно. Falling в пречка, звуковите вълни в един от случаите могат да окажат въздействие в друга - да проникнат в нея (абсорбира от тях). Енергийната стойност на отразената вълна зависи от това колко се различават един от друг, т.нар акустичен emye "r1s1" и медиите съпротива "r2s2" на границата nitsu сечение който звуковите вълни падат. По-обезмаслено звуков импеданс на средата се разбира продукт на р плътност на средата на скоростта на звука с него. По-голямата разлика на акустичния импеданс на средата, по-голямата част от енергията се отразява от интерфейса на две среди, и обратно. В случай, например, звукова честота от въздух, бр-torogo до 41, във вода, което бр 150 000, се отразява от формулата:
Въпреки това човешкият глас може да бъде добре usly-избягва използване рога поставени под вода.
Във връзка с това звукът е много по-добро проникване в Тиберия, тялото DOE е от водата, отколкото във въздуха. От въздух към вода хоро-шо звук прониква през храстите или тръстиката, стърчащи над повърхността на водата.
Във връзка с отражението на звука от препятствия и неговата вълна характер може да добавя или изважда от амплитуди на звуково налягане еднакви честоти идват в дадена точка в пространството. Важно следствие на прибавянето (в смущения са) е образуването на стоящи вълни в отражението SRI. Ако, например, да доведе до колебания на камертон, сближаване-zhaya и да го извадите от стената, можете да чуете от появата на греда-ност и възлите в звуково поле усилване и намаляване на мощността на звука силен-STI. Като цяло, стоящи вълни се формират в затворен styah сбито :. в аквариуми, басейни и др при сравнително дълго време за източника на звук.
В реални условия на морето или друга природна вода-EMA разпространението на звука наблюдава множество сложни явления, породени от нееднородното на водната среда. Огромно влияние върху разпространението на звука в природни води има дъно и интерфейс (вода - въздух), за температура и сол хетерогенност употреба rostaticheskoe налягане, въздушни мехурчета и планктонни-орга nisms. Вода интерфейс - на дъното и на въздуха, както и неравномерност на вода води до феномена на пречупване (искрово Leniye звукови лъчи) или реверберация (множествен отразява звука греди напрежение).
Bubbles вода, планктон и други суспензия насърчаване на усвояването на звука във вода. Количествена оценка на тези фактори mnogochis-, представени в настоящия момент все още не е развит. Научи тях тръбопровод в състава на акустични експерименти необходими.
Нека сега разгледаме явленията, възникващи във водата на радиация chenii го звук.
Представете си източника на звук като пулсираща сфера-пг в необятното пространство. Акустична енергия, излъчвана от такъв източник и май се отслабва обратно пропорционална на квадрата на разстоянието от центъра му.
Енергия, генерирана звукови вълни може да бъде oharak-acterized от три параметъра: скорост, налягане и компенсират-niem осцилиращи водни частици. Последните два параметъра са от особен интерес, когато се разглежда като изслуша SPO-lities риба, така че те ще се фокусира по-подробно.
Съгласно Harris и Bergeldzhiku (Harris а. Berglijk, 1962), Ras-prostranenie вълни налягане и компенсира ефекта на различни представени в близост (на разстояние по-малко от една дължина на вълната на звук) и далеч (на разстояние от повече от една дължина на вълната на звука) акустично поле.
В края на полето акустично налягане се отслабва обратно пропорционална на разстоянието от източника на звук. Така в много акустичен амплитудата на изместване на полето директно пропорционално амплитуди нителна налягане и взаимосвързан VOR muloy:
където F - акустично налягане в дини / cm2;
г - количеството на преместване на частици в cm.
В акустично поле близо, връзката между амплитуда, налягане и офсетов редовете е различна:
където Р акустично налягане в дини / cm2;
г - изчисляване на офсет стойност в сантиметри на водните частици;
F - честота на трептене в Hz;
бр - звуков импеданс на вода равно на 150 000 гр / см 2 • сек 2;
ламбда - дължина на вълната на звука в m; R - разстояние от центъра на пулсираща сфера;
Формулата показва, че амплитудата на преместване в близко-терористична акустооптичен областта зависи от дължината на вълната, а разстоянието от източника на звук.
На разстояния по-малки от дължината на вълната въпросния втори звук, амплитудата на изместване намалява обратно пропорционална на квадрата на разстоянието, но:
където А - радиус на пулсираща сфера;
D - увеличаване на радиуса на сферата поради пренапрежение; R - разстоянието от центъра на сферата.
Риба, както ще бъде показано по-долу, притежават два различни вида приемници. Някои от тях възприемат налягане, докато други - преместването на водни частици. Тези uravneniyaimeyut следователно важни за правилната оценка на отговорите на риба за подводни източници на звука.
Във връзка с емисията на звук бележка две явления, свързани с кон-емитери: феномен на резонанс и ориентация на радиатори.
Звук радиация се случва в тялото се дължи на неговите вибрации мили. Всеки орган има собствена честота на трептене се определя размерът му контролирали тяло и неговите еластични свойства. Ако такъв орган вибрира, честотата на който съвпада със собствена честота, явление настъпва значително оттеглена cheniya-амплитуда трептения - резонанс. Приложение на концепцията за резонанс ни позволява да се характеризират някои от акустичните свойства на излъчвателите и приемниците на риба. звуково излъчване във водата може да бъде насочена и ненасочена. В първия случай звуковата енергия се разпространява предимно в определена посока. Графиката експресиращи пространство-правителствена разпределението на акустична енергия източника на звука, по-долу посока диаграма. Режисьор радиация-ност се наблюдава в случаите, когато диаметърът на средна излъчва значително по-голяма от дължината на вълната на издавания звук.
В случай на звукови енергийно hoditsya състезания ненасочено радиация във всички посоки еднакво. Подобно явление се случва, когато дължината на вълната на емитираната звука надвишава диаметъра на ламбда> 2А емитер. Вторият случай е най-характерните за подводни нискочестотни излъчватели. Обикновено дължината на звуковите вълни с ниска честота, са много по-големи от тези, използвани подводни излъчватели. Същото явление се характеризира завой и за излъчватели риба. В тези случаи, графиката на Управителния съвет, които нямат радиатори. В тази глава, ние сме били отбелязани само някои общи физични свойства на язва-ка във водната среда, дължащи се на bioacoustics риба. Някои от по-специфични въпроси, свързани с акустика ще бъдат разгледани в съответните секции на книга-Ing.
Интензитетът на звука се измерва в абсолютни единици, или номер ерг / сек-см 2, или W / cm 2. В този случай, един ерг / сек = 10 -7w.
Звуково налягане се измерва в бар.
Между интензивност и звуково налягане-зависимостта съществува доверието:
които могат да се превърнат с помощта на тези количества в Дрю-guyu.
Не по-малко често, особено когато се разглежда на заседанието на риба, поради огромния диапазон на прагове дават звук-Lenie изразена в относителни единици логаритмични децибела, db. Ако акустично налягане на звука Р. и друга секунда Ро. счита се, че първият звук по-силно на втория KDB и ти-то изчислява по формулата:
Повечето изследователи с нулев брой НАЛЯГАНЕ-ТА Rho звук получаване праг на човешкия слух, равна на 0,0002 бара до 1000 Hz.
Предимството на тази система е способността Nepo-sredstvenno сравняване на хора и риба слух, Недостатъчна-ком - сложността на сравняване на резултатите, получени от HLM-Хания и ушите рибата.
Действителните стойности на звуковото налягане на генерираните Ри-БАМИ на четири - шест порядъци по-висока от получената нула ниво (0.0002 барове), както и праговете доловими за различни риби лъжа над и под условната нула номер.
За нула референтно ниво приема звуково налягане от 1 бар, което е 74 db над получени по-рано.
По-долу е приблизителното съотношение на двете системи.
Действителните стойности на американската система за отчитане в текста са отбелязани със звездичка.