Este artigo foi escrito por Mike Bannon
Feche seus olhos por um momento e fingir que você está fazendo piquenique, durante o meio da tarde, com a família e amigos no Central Park. A cerca de dois campos de futebol de distância você pode ver um jogo de softball. Podem ver os homens e as mulheres a aplaudir enquanto os jogadores batem na bola e correm pelas bases. Vês um jogador a deslizar para casa e vês o árbitro a dizer-lhe para sair. Você pode ver toda essa ação, mas você não pode ouvi-la.
mais tarde naquela noite, à medida que a temperatura arrefece e outras equipas de softball estão a jogar sob as luzes, você pode ver e ouvir tudo claramente. Porquê? Poderia ser, durante o dia, você estava situado em uma sombra acústica?
durante o dia, o sol aquece a superfície da terra, aquecendo o ar perto do solo. O som viaja mais rápido no ar mais quente. Então o som viaja mais rápido no ar perto do solo. O inverso acontece à noite. À noite, o chão arrefece rapidamente. O ar mais alto é mais quente do que o ar perto do solo. Durante o dia, o som viaja mais rápido perto do chão. Isto faz com que a onda sonora refracte para cima. À noite acontece o contrário. O som mais longe do solo viaja mais rápido à noite, fazendo com que a onda sonora refracte de volta para a terra.
In the 1800 Osborne Reynolds performed the first sound wave refraction recorded test. Ele colocou um sino tocando, um pé acima do chão, e rastejou 20 metros. Ele teve que levantar a cabeça para ouvir o som do zumbido. Ele então rastejou setenta metros e teve que ficar de pé antes que ele pudesse ouvir o som do zumbido.
In 2001 Charles D. Ross published a book called Civil War Acoustic Shadows. Neste artigo vamos explorar o fenômeno da refração de ondas sonoras e como ele se relaciona com os sons da guerra a formação de sombras acústicas.No início do século XX, com o uso de balões de ar quente, os cientistas começaram a aprender mais sobre a nossa atmosfera e suas diferentes camadas. In 1923 atmospheric temperature changes were documented while studying meteors. Em 1924 Erwin Schrodinger, um físico austríaco premiado com o Prêmio Nobel, sugeriu que”sons de baixa frequência seriam absorvidos menos na atmosfera e, portanto, seriam refratados de volta para a terra mais fortemente do que sons de alta frequência”.
as camadas que abrigam nosso ozônio tendem a ser mais quentes devido à radiação captada do sol. Quando a onda sonora atinge esta camada mais quente, é refratada de volta para a terra.
Wind
Wind also plays an important role in the refraction of sound waves and ultimately on the distance they travel. O vento que viaja directamente para uma onda sonora que se aproxima fá-lo-á refractar mais acentuadamente para cima. O vento viajando na mesma direção que uma onda sonora fará com que a refração da onda sonora seja mais gradual. Na atmosfera superior um vento forte que viaja na direção da onda empurrará a onda cada vez mais rápido.
refração de ondas sonoras & Guerra
antes da idade dos comandantes do exército de tecnologia moderna confiou em som de para guiá-los com seu processo de tomada de decisão Militar. Muitas vezes, em seu detrimento, os comandantes tomaram decisões com base no que estavam ouvindo. Muitos foram apanhados na sombra do som terra de ninguém. O primeiro efeito de sombra sonora gravado ocorreu no mar entre as costas da Inglaterra e Holanda. Durante quatro dias, a marinha inglesa lutou contra a marinha holandesa ao largo da costa de Dunquerque durante a Segunda Guerra Anglo-Holandesa. Os historiadores creditam a grande marinha holandesa com a vitória. Durante a batalha, passageiros de barco não-combatentes situados no mar em uma zona de sombra em algum lugar entre a batalha e a costa da Inglaterra não ouviu a batalha. Por outro lado, a batalha foi ouvida em vários locais da Inglaterra.Durante a Primeira Guerra Mundial, a 28 de setembro de 1914, a artilharia alemã começou a bombardear a cidade belga de Antuérpia e as fortificações que protegiam a cidade. A zona de sombra acústica começou a aproximadamente 30 milhas da artilharia e terminou a cerca de 60 milhas de distância. Após a marca de sessenta milhas, o bombardeio da artilharia alemã foi ouvido. As pessoas dentro do raio de 30 a 60 milhas da artilharia não puderam ouvi-lo.
em 19 de setembro de 1862 General Grant planejou atacar o Major-General confederado Sterling Price perto da pequena cidade de Iuka, Mississippi. O plano era que o Major-General da União William Rosecrans atacasse Price primeiro e depois, ao ouvir o Major-General Edward Ord da batalha de Grant, moveria suas tropas para evitar que Price recuasse. Ord devia enfrentar as suas tropas depois de ouvir os sons da batalha. Esses sons nunca chegaram. Enquanto o exército de Rosecran se engajava em batalha com os confederados toda a tarde, Ord e seu exército, situado em uma sombra acústica, nunca ouviram os sons da batalha e, em última análise, nunca atacaram. Price recuou e, finalmente, por enquanto, salvou seu exército.
Geral Longstreet (1821-1904)
Em Gettysburg 2 de julho de 1863 General Lee emite um comando para o Tenente-General James Longstreet para atacar a rodada tops – o extremo sul de cemetery ridge. O topo da colina estava virtualmente indefeso. Lee esperava colocar seus canhões no topo redondo para que os confederados pudessem bombardear as tropas da união com tiros de canhão. Ao ouvir o ataque de Longstreet, o tenente-General Richard Ewell iria atacar pela esquerda. Ele devia ordenar aos seus homens que atacassem assim que ouvisse a barragem de fogo de canhão de Longstreet. Ele nunca ouviu os canhões de Longstreet. Ewell e o seu exército encontraram-se numa sombra acústica. Enquanto isso, o Major-General da União George Meade moveu homens de sua direita para sua esquerda para parar o avanço de Longstreet.
o “Waterloo”do General Lee
em 1865 Lee tinha seu exército situado fora da cidade de Petersburg Virgínia. O Lee adivinhou correctamente que o Grant iria atacar o flanco direito. Lee enviou o General George Picket com o exército da Virgínia do Norte, cinco mil soldados confederados, até cinco garfos para cavar e montar terra e defesas de madeira. Lee entendeu a necessidade de manter esta área para proteger sua ferrovia de suprimentos do Sul aberta.Grant sabia dessa importância estratégica e enviou seu general da União Phillip Sheridan para atacar o flanco esquerdo de Lee nos cinco garfos. Na manhã do ataque, o major-General confederado Fitzhugh Lee convidou Picket, juntamente com o Major-General Thomas Rosser, para um bolo de peixe a 3 km da linha da frente do Picket. O Picket esqueceu-se de lhe dizer que se ia embora. Os historiadores especulam que ele não lhe contou homens, que provavelmente estavam famintos e desnutridos, porque ele se sentia culpado.Enquanto desfrutava de shad cozido e um pouco de álcool, Sheridan e seus comandantes atacaram as defesas de Picket, finalmente dizimando as forças de Picket e levando milhares de prisioneiros. Enquanto a batalha se desenrolava a 3 km do bolo de peixe, o piquete e os outros comandantes não ouviram nada. No final da tarde, Picket decidiu enviar um mensageiro para verificar os seus homens. Enquanto o mensageiro cavalgava à distância, os generais, para seu horror, podiam ver seu mensageiro feito prisioneiro pelas tropas da União avançando. O piquete saltou para cima do cavalo e foi ter com os seus homens, mas era tarde demais.
os confederados sofreram uma grande derrota — uma que aceleraria o fim da Guerra civil. Picket e os seus comandantes foram apanhados numa sombra acústica. Naquela tarde, enquanto os generais pensavam que estavam a desfrutar de um tranquilo e relaxante bolo de peixe, o seu mundo estava a desmoronar-se.
Nuclear Bomb Tests
In 1951 the United States Government detonated a nuclear bomb sessenta e cinco milhas de distância de Las Vegas. O teste partiu janelas em Las Vegas. Os testadores de bombas descobriram que as ondas sonoras da bomba refrataram para cima e para baixo seis vezes antes de atingir Las Vegas. As ondas foram refratadas para cima na atmosfera e, em seguida, refratadas para baixo de volta para a superfície da terra a cada 11 milhas.
Calculando a velocidade sonora em diferentes temperaturas
a velocidade do som a 0 graus Celsius é de 331 m / s. Para cada 1 grau Celsius adicionou a velocidade do som aumenta. Aqui está a fórmula para calcular o aumento de velocidade:
c = (331 + 0.6)m/s
C = a nova velocidade do som
T = temperatura do ar em graus Celsius
Para calcular a velocidade do som no ar em 30 graus:
C = (331 + 0.6 × 30) = 349 m/s
Em 30 graus Celsius, a velocidade do som é de 349 m/s.
Conclusão
Quando engenheiros ambientais olhar para minimizar o ruído industrial para as comunidades vizinhas devem considerar o conceito de onda sonora de refração e sua sombra acústica efeito. O ruído Industrial, nas áreas imediatamente circundantes das fábricas, será maior à noite do que durante o dia.
dê uma olhada na refinaria de petróleo na foto abaixo. A comunidade circundante ouvirá pouco dos sons emitidos pelas pilhas acima da refinaria durante o dia. As ondas sonoras destas fontes Irão refractar – se para cima. Comunidades localizadas a muitos quilômetros de distância Irão aqui este barulho. No entanto, durante a noite é uma história diferente. Estas ondas serão refratadas directamente para a comunidade.Digamos que uma pilha emite ondas sonoras 20 metros acima do solo. Os engenheiros precisam calcular o ângulo de refração, a fim de determinar a melhor forma de combater este fenômeno e, em última análise, reduzir os níveis de decibéis para a comunidade circundante. In a follow up article, “Proposed Math for Refracting Sound Waves,” we will proposed new math used to calculate the and angle of refracting (Flector) of sound waves. No final deste ano, também pretendemos realizar um experimento semelhante ao realizado por Osborne Reynolds na década de 1800. procure este artigo em algum momento em setembro de 2015.