Щоб краще чути розмову, спів або музику, ми підходимо або сідаємо ближче, так як кожному ясно, що поблизу звук чутним, ніж видали. Але як не дивно, це не завжди вірно! Буває і так, що в місцях, розташованих до джерела ближче, звуку не чути зовсім, а вдалині чути добре. Відомий, наприклад, такий випадок. В Англії на одному військовому заводі одного разу стався величезний вибух. На відстані 180 кілометрів від заводу вибух був чітко чути, а жителі селищ, розташованих всього в 30 кілометрах від заводу, і не підозрювали про те, що трапилося нещастя.
Багато подібних фактів відомо і у військовій практиці. Ось приклад з однієї війни минулого століття. Генералу було дано наказ атакувати підлеглими йому частинами фланг противника в момент настання основних сил на головному напрямку. Генерал розташувався в трьох милях від місця дії і став уважно спостерігати, щоб вловити початок бою. Але з поля битви не доносився жоден звук, і війська генерала не діяли. Битва, яка тривала близько трьох годин, закінчилася, а генерал так і не почув жодного пострілу. Звук його минув. Відсутність інших засобів зв'язку привело до того, що час для атаки було упущено.
Відомі й такі випадки, коли звуки бою, що не чутні в штабі корпусу, виразно чутні в розташуванні, наприклад, штабу армії, віддаленого від лінії фронту значно далі.
З часів франко-пруської війни в літературі описаний такий випадок. Напередодні було холодно і стояв густий туман; повітря був повний звуками війни. А в цей день було ясно і тепло. Стояла мертва тиша, люди думали, що почалися переговори про мир і тому військові дії припинилися. Яке ж було їх здивування, коли вони дізналися, що весь цей день з самого ранку відбувалася інтенсивна артилерійська перестрілка, яка не була ним чути! Подібних прикладів можна навести багато.
Ви знаєте, що в небезпечних для плавання суден місцях - на мисах, мілинах, підводні камені - часто виставляються попереджувальні світлові або звукові маяки. Темної ночі яскраве світло видно за десятки кілометрів. Але в туман, заметіль або сильний дощ яку сильно зменшується. Тоді велику послугу надають звукові сигнали - сирени, гудки, дзвін або стрільба з гармат. Однак і ці сигнали також не завжди надійні: в окремих місцях близько таких маяків звук пропадає.
Ми звикли думати, що якщо на шляху звуку немає видимих перешкод, то він чути всюди, починаючи від джерела і закінчуючи відстанню, де звукова хвиля слабшає настільки, що перестає діяти на вухо. Але це не завжди вірно. Чому ж в якихось місцях свого шляху звук зникає і утворюються «зони мовчання»?
Виявляється, повітря не скрізь однорідний для звуку. Відомо, що повітря постійно знаходиться в русі. Швидкість його руху в різних шарах не однакова. У шарах, близьких до землі, повітря стикається з її поверхнею, будівлями, лісами і тому швидкість його тут менше, ніж вгорі. Завдяки цьому і звукова хвиля йде не однаково швидко вгорі і внизу. Якщо рух повітря, т. Е. Вітер-попутник звуку, то в верхніх шарах повітря вітер буде сильніше підганяти звукову хвилю, ніж в нижніх. При зустрічному вітрі звук вгорі поширюється повільніше, ніж внизу. Така відмінність у швидкостях позначається на формі звукової хвилі. В результаті спотворення хвилі звук поширюється непрямолінійність. При попутному вітрі лінія поширення звукової хвилі згинається вниз, при зустрічному - вгору.
Часто цим властивістю звуку користуються мисливці при вистежуванні видобутку. Вони намагаються наближатися до неї проти вітру. Тоді шерех кроків не полохали тварина, звукова хвиля піднімається від поверхні землі вгору і проходить над його головою. Згадайте, як з-під самих ніг вилітають іноді птиці, коли ми проходимо по лісі. Підійти до птаха, що сидить на дереві, або до великому звірі значно важче, -піднімають вгору хвиля забирає на значну відстань навіть дуже слабкі звуки нашого наближення.
Коли звукова хвиля проходить близько від землі, то завдяки тертю вона дуже сильно слабшає і незабаром робиться нечутній. Рівна поверхня щільного снігу або спокійної води створює менше тертя, ніж земля, покрита травою, кущами або будівлями. Ось чому сплески весел, наприклад, далеко чути над водою.
Багато хто переконаний, що проти вітру звук завжди чути на меншій відстані, ніж за вітром. Покажемо, що і це не завжди так. Звернемося до того ж малюнку 12. Нехай одна людина встане зліва від джерела звуку, але на височини (в місці, позначеному цифрою 2), а інший буде стояти на такій же відстані праворуч на землі (місце у цифри 3). До стоїть ліворуч хвилі доходять по верхніх шарах повітря, де звук слабшає незначно, хоча і йде назустріч вітру. А людина з правого боку почує слабший звук, тому що тертя об поверхню землі сильно заглушає його.
Швидкість вітру сама по собі занадто мала в порівнянні зі швидкістю звуку, щоб істотно впливати на дальність поширення звукової хвилі. Справді, 20-25 метрів в секунду - це сильний вітер, а швидкість звуку - близько 340 метрів в секунду. Таким чином, навіть проти самого сильного вітру звук буде поширюватися майже з такою ж швидкістю, як і в безвітряну погоду.
Є ще одна причина нерівномірного поширення звуку в повітрі. Це - різна температура окремих його верств. В середині спекотного сонячного дня земля сильно нагрівається і нагріває найближчі до неї шари повітря. Верхні шари виявляються більш холодними. А ви вже знаєте, що в теплому повітрі звук поширюється швидше, ніж в холодному. Неоднаково нагріті шари повітря, як вітер, змінюють напрямок звуку. Вдень звукова хвиля згинається вгору, тому що швидкість звуку в нижніх більш нагрітих шарах більше, ніж у верхніх шарах. Увечері, коли земля, а з нею і прилеглі шари повітря, швидко остигають, верхні шари стають теплішими нижніх, швидкість звуку в них більше, і лінія поширення звукових хвиль згинається вниз. Тому вечорами на рівному місці буває краще чутно.
Спостерігаючи за хмарами, часто можна помітити, як на різних висотах вони рухаються не тільки з різною швидкістю, але іноді і в різних напрямках. Значить, вітер на різній висоті від землі може мати неоднакові швидкість і напрямок. Форма звукової хвилі в таких шарах буде також змінюватися від шару до шару. Нехай, наприклад, звук йде проти вітру. У цьому випадку лінія поширення звуку повинна зігнутися і попрямувати вгору. Але якщо на її шляху зустрінеться шар повільно рухається повітря, вона знову змінить свій напрямок і може знову повернутися на землю. Ось тоді-то на просторі від місця, де хвиля піднімається у висоту, до місця, в якому вона повертається на землю, і виникає «зона мовчання» (рис. 13).
