Много раз наблюдали необъяснимое на первый взгляд явление, когда артиллерийская канонада была отчетливо слышна за 150—200 километров от места боя, а в 30 километрах люди и не подозревали о происходящей жаркой битве. То же явление наблюдалось и на меньших расстояниях. Еще во время первой мировой войны бойцы, удаленные на 15,5 километра от орудия, слышали выстрелы из него, а когда через 10 минут они приблизились к нему на расстояние в 12,5 километра, они ничего не услышали и подумали даже, что орудие вышло из строя, хотя на самом деле оно продолжало стрелять по-прежнему.
В чем же секрет этих странных «зон молчания» или, как их называют, — «звуковых теней»?
Все мы привыкли считать, что звук распространяется прямолинейно и что если мы слышим звук паровозного свистка, то человек, находящийся между нами и паровозом, также услышит этот звук.
Но в действительности это правило соблюдается только для небольших по величине звуков. Для таких же звуков, как выстрелы артиллерийских орудий, взрывы больших масс взрывчатого вещества или разрывы снарядов и амбаров, то есть звуков, которые разносятся на расстояние в сотни километров, наше привычное представление оказывается часто неверным.
Звук — это волновое движение частичек воздуха. Но, как показали исследования, в прозрачном для света воздухе имеются различные по свойствам слои. Во-первых, температура и плотность воздуха меняются по мере увеличения высоты слоя воздуха над землей. Во-вторых, из-за разности температур и плотностей в воздухе возникают токи, которые образуют так называемые акустические облака. В одном месте образуется сильный восходящий ток воздуха, в соседнем участке наоборот — нисходящий. Наконец, горизонтальное движение воздушных масс — ветер — так же различно в разных слоях: у самой земли ветер обычно имеет несколько меньшую скорость благодаря трению воздуха о землю.
Все это приводит к тому, что звуковые волны, частично отражаясь и преломляясь на границах между слоями и токами, искривляются и на некоторых участках уходят вверх, а затем вновь опускаются. При этом они как бы огибают некоторые участки — здесь-то и образуются «зоны молчания», или «звуковые тени». Чем больше расстояние, на которое распространяется звуковая волна, и чем сложнее атмосферные условия в данном районе, тем больше возможностей для уклонения звука от прямолинейного пути