Jesteś tutaj

Czy smog ogłusza?

  • mgła? smog... (zamek na Wawelu) fot. flickr.com by Grzegorz Bednarczyk

Jest rok 1948. Na Uniwersytecie Kalifornijskim pewien profesor fizyki wraz ze swoim asystentem rozpalają małe ognisko w laboratorium naszpikowanym drogim sprzętem. Szaleńcy? Bynajmniej. Za chwilę dokonają bardzo ciekawego pomiaru.

Pisaliśmy już o wytłumianiu dźwięków przez śnieg, które łatwo można zaobserwować w miastach, szczególnie tuż po opadach białego puchu. Dobrze jednak wiemy, że biel śniegu nie utrzymuje się w miastach zbyt długo i szybko zostaje pokryta szarawym nalotem, który niechybnie pochodzi z wszelakiej maści kominów. Nalot ów, to nic innego, jak cząstki pyłu o wielkości kilku mikrometrów, które beztrosko hulają sobie w powietrzu wokół nas i które przyczyniają się do zjawiska zwanego smogiem. Każdy mieszczuch (a w szczególności mieszkaniec Krakowa) zna z pewnością ten gęsty „zapach” zimowego powietrza i szarą mgłę spowijającą miasto.

Foto: Flickr by Grzegorz B.AttributionNoncommercialNo Derivative Works

I tu pojawia się fizyczna dociekliwość. Jeżeli w powietrzu „coś wisi”, to może dźwięki inaczej się w nim rozchodzą? Może to zawieszone „coś” tłumi dźwięki? I właśnie na te pytania odpowiedzi udzielił ciekawy eksperyment z roku 1948. Właśnie wtedy profesor akustyki Vern Knudsen postanowił sprawdzić, jak dźwięk rozchodzi się w dymie. W tym celu dokładnie zadymił specjalną komorę akustyczną i zmierzył czy wpłynie to na tłumienie różnych tonów rozchodzących się w tym pomieszczeniu.

Rezultat pomiaru był spektakularny, co pozwoliło profesorowi Knudsenowi napisać w swoim artykule: “Tłumienie dźwięku w dymie jest bardzo duże, szczególnie dla słyszalnych wysokich częstotliwości” (J. Acoust. Soc. Am. 20 (1948) 849). Pomiary wskazywały, że dla częstotliwości 6 kHz (dosyć wysoki ton) dym tłumi dźwięk aż o 70 decybeli na dystansie 400 m! Dużo to czy mało? Jak na coś swobodnie latającego sobie w powietrzu to bardzo dużo! Kto czytał fiztaszka o śniegu dobrze wie, że śnieg posiada znacznie słabsze zdolności tłumiące.

Propozycja doświadczenia
Gdy będziesz na ognisku, stań tak, aby dym z ogniska znajdował się dokładnie pomiędzy tobą a drugą osobą. Poproś tę osobę, aby coś powiedziała i sprawdź, czy dźwięk przez nią wydawany będzie stłumiony.
Żeby nie było: ekipa fiztaszków nie wie, czy eksperyment wyjdzie; wpadliśmy po prostu na taki pomysł doświadczenia podczas pisania tego tekstu; na pewno to sprawdzimy, ale póki co nie chcemy palić ogniska w kuchni.

No dobrze, miało być o smogu, a my tu cały czas siedzimy w dymie. Dym wszakże ma coś wspólnego ze smogiem, ale mimo wszystko, jest od niego znacznie gęstszy. Weźmy dla przykładu typowe wartości “smogowe” dla Krakowa, czyli stężenie pyłu PM10 na poziomie około 100 µg/m3. Gdy policzymy liczbę cząstek pyłu w dymie i w takowym smogu, okaże się, że smog w jednostce objętości posiada ich około 10000 razy mniej. Z tego też powodu świetnie słyszalny efekt dla dymu prawie zupełnie zanika dla smogu. Nie musimy się zatem obawiać, że zanieczyszczone powietrze nas ogłuszy.

Zupełnie inaczej wyglądała sprawa dla legendarnego wielkiego smogu londyńskiego, który zaatakował to miasto w roku 1952. Jak podają annały, stężenie pyłu PM10 wynosiło wtedy od 3000 do nawet 14000 µg/m3. Jest to wartość ponad 100-krotnie większa niż najczęściej obserwowana w najbardziej “zasmogowanym” polskim mieście (tu znów ukłony dla Krakowa) i “tylko” stokrotnie mniejsza niż dla typowego dymu. W takich warunkach można się już spodziewać, że londyńczycy znacznie słabiej słyszeli bicie Big Bena.

Więcej do poczytania:

Tekst artykułu opublikowany został w czasopiśmie Neutrino: Neutrino 20 (2013) 17-18.

  • Obrazek użytkownika krupinski
    O autorze:

    Michał Krupiński

    Redaktor naczelny fiztaszki.pl, kierownik Fiztasz Research Center
    Fiztaszkowiec doświadczalny. Na co dzień nanosi cienkie warstwy metali na wszystko co popadnie. Po godzinach pasjami oddaje się eksperymentom kawiarniano-kuchennym.

Dodaj komentarz