Звуковые облака и воздушное эхо

Звук может отражаться не только от твердых преград, но и от таких образований, как облака. Более того, даже совершенно прозрачный воздух может при некоторых условиях отражать звуковые волны,- именно в том случае, когда он, по способности проводить звук, отличается почему-либо от остальной массы воздуха. Здесь происходит явление, сходное с тем, что в оптике называется "полным внутренним отражением". Звук отражается от невидимого препятствия, и мы слышим загадочное эхо, идущее неизвестно откуда.

Тиндаль случайно открыл этот любопытный факт, когда производил опыты с звуковыми сигналами на берегу моря. "От совершенно прозрачного воздуха получалось эхо,- пишет он.- Эхо шло к нам, словно по волшебству, от невидимых звуковых облаков" ³.

³ (Подробно история вопроса о воздушном эхе рассказывается в книге Тиндаль Д. Звук: Пер. с англ.- М.: Государственное издательство, 1922. Правда, эта книга является сейчас библиографической редкостью. Читатель, если ему удастся достать книгу Тиндаля, познакомится с интересными наблюдениями и опытами по атмосферной акустике, которые проводил сам Тиндаль и которые оказались в свое время очень важными для мореходства.)

Звуковыми облаками знаменитый английский физик называл те участки прозрачного воздуха, которые заставляют звук отражаться, порождая "эхо от воздуха". Вот что говорит он по этому поводу:

"Звуковые облака постоянно плавают в воздухе. Они не имеют ни малейшего отношения к обыкновенным облакам, к туману или мгле. Самая прозрачная атмосфера может быть полна ими. Таким образом могут получаться воздушные эхо; вопреки господствующему мнению, они могут происходить и при самой ясной атмосфере. Существование таких воздушных эхо доказано наблюдениями и опытом. Они могут порождаться воздушными токами, различно нагретыми или содержащими различное количество пара".

Существование звуковых облаков, непрозрачных для звука, объясняет нам некоторые загадочные явления, иногда наблюдаемые во время сражений. Тиндаль приводит следующий отрывок из воспоминаний очевидца о франко- прусской войне 1871 г.:

"Утро 6-го числа представляло полную противоположность с вчерашним утром. Вчера был пронизывающий холод и туман, не позволявший ничего видеть далее полумили. А 6-го было ясно, светло и тепло. Вчера воздух был наполнен звуками, а сегодня царствовала тишина Аркадии, не знающей войны. Мы с изумлением смотрели друг на друга. Неужели бесследно исчез Париж, его форты, орудия, бомбардировка?.. Я поехал в Монморанси, откуда моим глазам открылась обширная панорама северной стороны Парижа. Однако и здесь была мертвая тишина... Я встретил трех солдат, и мы начали обсуждать положение вещей. Они готовы были допустить, что начались переговоры о мире, так как с самого утра не слышали ни одного выстрела...

Я отправился дальше в Гонесс. С изумлением узнал я, что германские батареи энергично стреляли с 8 часов утра. На южной стороне бомбардировка началась около того же часа. Однако в Монморанси мы не слышали ни единого звука!... Все это зависело от воздуха: сегодня он проводил звук так же дурно, как хорошо проводил вчера".

Сходные явления не раз наблюдались и во время больших сражений 1914 - 1918 гг.