প্রকৌশল শব্দবিজ্ঞান/সোনার

সমুদ্রনির্ভর মানুষের কাছে নৌযান চালনার যন্ত্রপাতির ব্যবহার সবসময়ই অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ছিল। আকাশের তারা দেখে পৃথিবীতে অবস্থান নির্ণয়ের পদ্ধতি অনেক আগে থেকেই প্রচলিত ছিল, কিন্তু পানির নিচে কী আছে তা শনাক্ত করার প্রথম যন্ত্রগুলো তুলনামূলকভাবে সাম্প্রতিক। এই যন্ত্রগুলোর মধ্যে ফ্যাথোমিটার অন্যতম, যা নৌযান চালনার নিরাপত্তা উন্নত করেছে। এর সরল ধারণাটি হলো জাহাজ থেকে উৎপন্ন একটি শব্দ তরঙ্গ তলদেশে পৌঁছাতে এবং ফিরে আসতে কত সময় নেয় তা পরিমাপ করা। যদি কেউ মাধ্যমে (পানি) শব্দের গতি জানে, তাহলে সহজেই গভীরতা নির্ণয় করা যায়। আরেকটি কৌশল হলো লাইটশিপ বা বাতিঘরে ডুবন্ত ঘণ্টা এবং জাহাজে থাকা হাইড্রোফোন ব্যবহার করে তাদের মধ্যে দূরত্ব নির্ণয় করা। এই প্রযুক্তিগুলোই পরবর্তী কালের সোনার (SONAR = সাউন্ড নেভিগেশন এবং রেঞ্জিং)‑এর পথপ্রদর্শক।

অনেক প্রাণীও যোগাযোগের জন্য পানির নিচে শব্দ তরঙ্গের সঞ্চালনকে কাজে লাগায়।

শব্দের গতি

১৮৪১ সালে, জ্যাঁ‑দানিয়েল কলাদঁ[১] প্রথমবারের মতো পানিতে শব্দের গতি নির্ণয় করতে সক্ষম হন।

ডেল গ্রোসো প্রণীত পানিতে শব্দের গতির (মিটারের/সেকেন্ড) সমীকরণ—যা নেপচুনীয় (গভীর সমুদ্র) পানির জন্য প্রযোজ্য এবং এটি তাপমাত্রা (T) সেলসিয়াস এককে, লবণাক্ততা (S) পিপিটি (ppt - পার্ট পার থাউজেন্ড) এককে এবং গেজ চাপ (P) অ্যাটমোস্ফিয়ার এককের উপর নির্ভরশীল:

$c(T,S,P)=1449.08+4.57Te^{-(T/86.9+(T/360)^{2})}+1.33(S-35)e^{-T/120}+0.1522Pe^{T/1200+(S-35)/400}+1.4610^{-5}P^{2}e^{-T/20+(S-35)/10}$

যেখানে চাপটি গভীরতা [কিমি] এবং অক্ষাংশের উপর নির্ভরশীল, এবং তা নিম্নলিখিত সূত্রে প্রদত্ত:

$P=99.5(1-0.00263cos2\phi )Z+0.239Z^{2}$

চিত্র ১ : নিম্ন অক্ষাংশে সমুদ্রের গভীরে শব্দের গতির প্রোফাইল দেখাচ্ছে। লবণাক্ততার পার্থক্য এখানে বিবেচনায় আনা হয়নি।

শব্দের গতি তাপমাত্রার প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল, যা থার্মোক্লাইন স্তরে উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়[২]। ১০০০ মিটার গভীরতার পর চাপই প্রধান নিয়ামক হয়ে ওঠে এবং গভীরতা বাড়ার সাথে সাথে শব্দের গতি ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়। লবণাক্ততার প্রভাব সমীকরণের উপর খুবই কম, যদি না খুব নির্দিষ্ট পরিস্থিতি হয়, যেমন ভারী বৃষ্টিপাত বা নদী ও সমুদ্রের সংগমস্থল।