Занимателна вълнова наука
вълнение и колебание около нас
Забелязахте ли, че звукът пътува по-нататък в мъглата? Например, ясно можете да чуете далечен смях. Или камбанен звън, който обикновено не достига до вас. Винаги съм обичал да се разхождам в мъглата - когато чуете звуци, изглежда, че те идват от другия свят. Всъщност причината не е в самата мъгла - малки капчици вода, висящи във въздуха, са твърде малки, за да повлияят на звука. Той се влияе от температурата на въздуха в близост до земната повърхност, което води до образуване на мъгла; благодарение на нея звънът на църковните камбани се разнася далеч наоколо.
Температурата на въздуха се променя по време на изкачването, което влияе на отражението на звуковите вълни - чрез топъл въздух те се разпространяват по-бързо, отколкото чрез студен въздух. Обикновено, докато се изкачвате, температурата намалява, поради което звуковите вълни се отразяват нагоре, оставяйки земята по извита пътека. Тъй като звуковата вълна на камбаната се навежда нагоре, в крайна сметка тя се издига толкова високо, че биенето вече не се чува. Мъглата се образува при противоположната температурна норма - когато въздухът в близост до повърхността на земята е по-хладен, отколкото на височина. Това явление се нарича температурна инверсия; при мъгла звуковите вълни се навеждат надолу към земята, а не към атмосферата.
Инверсията на нормалните температури се получава, когато въздухът на повърхността на земята се охлади в безоблачна зимна нощ, докато земята бързо се отказва от натрупаната през деня топлина. Или когато въздушен поток преминава над особено студено езеро или океанско течение. Каквато и да е причината за мъглата, температурната разлика принуждава звука да се движи през хладния въздух близо до земната повърхност с по-ниска скорост, отколкото през по-топлия въздух в горните слоеве на атмосферата. Благодарение на тази локална температурна инверсия звуковите вълни се втурват не от земята, а към земята. Звукът „прегръща“ земята, в резултат на което камбаните се чуват много по-далеч, отколкото при нормално време.