Zvuk a ozvěna

Já jsem Ernst Mach, narodil jsem se u Brna a fyziku jsem učil v Praze. Chtěl jsem vidět zvuk, a tak jsem ho vyfotil: kulku a před ní stěnu stlačeného vzduchu. Poslouchej. Zvuk není okamžitý. Když někdo na druhém konci hřiště kopne do míče, uvidíš to dřív, než to uslyšíš. Světlo je u tebe hned, uletí 300 000 kilometrů za sekundu. Zvuk se vzduchem plouží: 340 metrů za sekundu. Na jeden kilometr potřebuje necelé tři sekundy.

Ve vodě je zvuk rychlejší, 1 500 metrů za sekundu, víc než čtyřikrát tolik co ve vzduchu. V oceli letí 5 000 metrů za sekundu. Čím pevnější látka, tím rychleji zvuk letí, protože drobná zrníčka, ze kterých je látka složená, stojí těsně u sebe a strkanec si předávají hned. Zaklepej na jeden konec dlouhého kovového zábradlí: kamarád s uchem na druhém konci to uslyší kovem dřív než vzduchem. Dnes toho využívají velryby, které se slyší přes stovky kilometrů oceánu, a ponorky, které místo očí používají uši.

Ozvěna je zvuk, který narazil na skálu nebo zeď a vrátil se. Pozor, letí dvakrát: tam a zpátky. Když křikneš do údolí a ozvěna přijde za 2 sekundy, zvuk uletěl 2 × 340 = 680 metrů. Skála ale není 680 metrů daleko. Je v polovině, 340 metrů. U ozvěny vždycky děl dvěma. Já jsem takhle nepočítal vzdálenost, ale rychlost: z toho, jak široký kužel kulka před sebou tlačí, jsem přečetl, kolikrát rychleji než zvuk letí. Tomu poměru dnes říkají Machovo číslo.

Bouřka je totéž bez skály. Blesk uvidíš hned, hrom dorazí později, protože zvuk zaostává. Jakmile blesk zasvítí, počítej sekundy: dvacet jedna, dvacet dva, dvacet tři. Každé tři sekundy jsou zhruba jeden kilometr. Napočítáš devět, bouřka je 3 kilometry daleko. Když je mezera při každém dalším blesku kratší, bouřka se blíží. Běž dovnitř. Já bych zůstal a měřil, ale já byl na blesky zvyklý: světlo do svých fotek jsem bral z elektrické jiskry.

V misi ESKEYP: ponorka Nautilus vyšle ping ke dnu a ozvěna se vrátí za 4 sekundy. Ve vodě letí zvuk 1 500 metrů za sekundu. Za 4 sekundy uletěl 4 × 1 500 = 6 000 metrů. Dolů i nahoru, takže dno je v polovině: 3 000 metrů. Zámek chce jednu číslici a šifra řekne, jak na ni: když chce počet kilometrů, je to 3. Zámek se otevře, až pochopíš, proč polovina. Tomuhle měření dna ozvěnou se dnes říká sonar. Vznikl až po mé smrti, ale ozvěna je pořád ta moje: tam a zpátky, děl dvěma.