Все, кто прогуливался в лесу или на его опушке вдали от шума городских трасс и производств, знакомы с эффектом эха. Когда человек громко разговаривает или кричит, он слышит свой голос, многократно отражённый от разнообразных препятствий в виде деревьев.
Эхо как физическое явление
В акустике эхом называют отражение звуковых волн от твёрдых препятствий, которые воспринимает наблюдатель. Термин происходит от имени древнегреческой горной нимфы Эхо. Акустическое явление наблюдается, если разница между посылаемым источником звуковых колебаний импульсом и отражаемым составляет не менее 0,05-0,06 с.
Многократным становится эхо при наличии множества отражающих поверхностей – деревья в лесу, группа отдалённых на сотни метров зданий, горные вершины. Звук при этом должен приходить к наблюдателю с разницей минимум 0,05-0,06 с. Гармоническое эхо появляется, когда рассеиваются акустические колебания в широком частотном диапазоне, когда препятствиями выступают объекты, имеющие меньшие габариты, чем длина взаимодействующих с ними колебаний.
Существует так называемое трепещущее или щебечущее эхо. Явление наблюдается при многократном отражении звука от концов трубы, величина которого снижается с каждым колебанием. Такое эхо возникает в строениях с плоскими параллельными стенами, изготовленными из отражающих акустические волны материалов (камень, металл, железобетон).
Где можно услышать эхо
«Раздвоение» звука чаще всего наблюдается в горах, лесу, на его опушке, возле зданий или в огромных сооружениях. Стены строений, горные образования, деревья хорошо отражают звуковые импульсы.
Эхо в квартире (комнате) возникает нечасто по ряду причин. Во-первых, из-за низкой отражающей поверхности стен, изготовленных из относительно мягких материалов. Во-вторых, размеры помещений не всегда способствуют выполнению условия: отражённая звуковая волна должна приходить к органам слуха не ранее, чем через 0,05-0,06 с. При образовании отражённого звукового колебания в квартире оно обычно сливается в один сплошной звук – реверберацию.
У многих возникают вопросы вроде: может ли эхо возникнуть на пляже, в степи, пустыне? На идеальном пляже либо в степной зоне обычно нет препятствий, и звуку не от чего отражаться. В реальной ситуации отражателями акустических волн на пляже могут выступать вышки, кабинки для переодевания, в пустыне – вершины песчаных холмов – дюн. Даже одинокое дерево посреди степи может частично отражать звук, но эффект эха будет слабовыраженным.
Применение эха
Эхо широко применяется в эхолокации, благодаря нему ориентируются и обнаруживают добычу летучие мыши, дельфины, киты. Упругие акустические волны способны проникать в толщу земной коры. По характеристике их отражения от препятствий судят о залежах тех или иных полезных ископаемых. Эффект используется для определения глубины скважин, уровня жидкостей в баках.
Электромагнитное эхо – отражение электромагнитных волн – применяется для наблюдения за ионосферой планеты, концентрации энергии в лазерах и мазерах.
Как вы считаете, материал был полезен?