Có phải âm thanh truyền đi xa hơn trong thời tiết nóng?

Từ khóa tìm kiếm: Hãy Trả Lời Em Tại Sao? – Tập 10 – Arkady Leokum

Đúng vậy, đặc biệt trong thời tiết nóng và ẩm. Sóng âm được hình thành mỗi khi có một cột không khí – hoặc bất kì thứ gì khác – bị nén ép và kéo căng luân phiên với nhau. Âm thanh tiêu hao một lượng năng lượng để hình thành sự dao động trong không khí nhưng khi âm thanh lan rộng ra xa, sóng âm cuối cùng sẽ tắt hẳn. Riêng việc sóng âm có thể truyền đi bao xa tùy thuộc mức độ năng lượng khi sóng âm bắt đầu truyền đi và tốc độ mà sóng âm lan đi xa, và điều đó thì phụ thuộc vào các điều kiện khí quyển.

Thông thường, những hiện tượng liên quan đến tính chất vật lý của lưu chất như không khí, chi tiết của chúng thường rất phức tạp và thường được xác định bằng trực giác nhưng kết quả cuối cùng thì rất đơn giản: sóng âm truyền đi nhanh hơn nhiều khi thời tiết thật sự ẩm. Tác động của độ ẩm rất mạnh, đặc biệt đối với âm thanh có tần số cao, âm thanh truyền đi xa hơn nhiều (hoặc, nói cách khác, sóng âm có vẻ như đến từ một nơi rất gần) khi độ ẩm tương đối tăng lên khoảng 90% so với ban đầu. Tiếng ồn mà bình thường bạn nghe chỉ giống như tiếng sôi âm ỉ sẽ trở nên rất rõ, đặc biệt là tiếng ồn phát ra từ những nguồn riêng rẽ như xe hơi hoặc máy bay.

Theo UK Meteorological Office (Văn phòng Khí tượng học Anh Quốc), gần như trong ngày, độ ẩm tương đối sẽ giảm đi khoảng 95% so với lúc có độ ẩm cao nhất vào sáng sớm. Điều này giải thích rõ vì sao các phương tiện giao thông và chim chóc lại có vẻ như là những vật quá ồn ào trước tiên trong buổi sáng sớm.

Làm cách nào các đường ray xe lửa hiện đại đối phó được với thời tiết nóng mà không cần các mối nối giãn nở được?

Sau khi các giới hạn về vận tốc áp đặt lên mạng lưới tàu lửa ở Anh Quốc năm 2003 nhằm ngăn ngừa việc trật đường ray thì có vẻ như chẳng có cách nào các đường ray xe lửa đối phó được với thời tiết nóng. Còn nữa, mùa hè năm 2003, người Anh có các ghi nhận về nhiệt độ đứt gãy mà tại nhiệt độ đó, một vài phần của đường ray đạt đến nhiệt độ 520C. Cho rằng đường ray xe lửa chịu được nhiệt độ âm vào mùa đông, liệu mạng lưới đường ray có thể chịu đựng tốt sự dao động nhiệt độ quá lớn không.

Trong các đường ray kiểu cũ, chiếm khoảng một phần tư mạng lưới đường ray Anh Quốc, cứ mỗi đoạn ray dài hơn 10m sẽ có một khe hở rộng khoảng 1cm để giải quyết sự giãn nở của đường ray khi nó bị nóng lên. Các khe hở đó có thể giải quyết vấn đề giãn nở khi dãy nhiệt độ dao động trong khoảng 320C. Đường ray kiểu mới, còn gọi là đường ray được hàn liên tục (Continuously welded rail), được sử dụng như một mẹo khéo léo trong đó các đường ray thép bị kéo dãn khi nó được đặt xuống và hàn vào vị trí cố định. Sự kéo giãn có tác dụng là tạo thêm khoảng cách giữa các nguyên tử trong thép, cho chúng có nhiều không gian để di chuyển hơn khi nhiệt độ tăng lên – làm giảm tốc độ giãn nở theo nhiệt độ của thép một cách hiệu quả. Có một giới hạn về mức độ kéo giãn trước có thể thực hiện, vì nó làm giảm