當英國人為此一籌莫展時,英國人的盟友——法國人卻在另一個方向上進行研究。1915年3月,法國物理學家郎之萬和希洛斯基在1912年理查森設想的基礎上,提出了使用超聲波進行水下探測的設想。1916年,郎之萬成功地在水裏產生了超聲波,他發明的裝置能很快探測到水下100米遠的鐵板發射回來的聲音。
接下來的問題,是要找到一種有效的方法來產生超聲波脈衝和接收從水下物體反射回來的聲音,接收回聲後,要使水下物體的位置能計算出來。這項工作花費了郎之萬大量的精力,後來,郎之萬終於在法國物理學家皮埃爾·居裏和雅克·居裏多年前發現的石英壓電效應中得到啟發,用石英製成了接收器,最後發明了被稱為“回聲定位儀”的聲納。
“回聲定位儀”由換能器發出聲波,聲波碰到潛艇或其他物件後反射回來,經換能器接收,又變成電信號,經接收機放大處理,就會在顯示器的熒光屏上顯示出來,人們根據聲波信號一去一回所用的時間和音調高低等,就可測出目標的距離和位置,判斷出目標的性質。
遺憾的是,等郎之萬的“回聲定位儀”在1918年底問世,尚未為對付德國潛艇作出貢獻,一戰便結束了。直到二戰開始,它才在海上大顯身手,有效地製約了德國潛艇。
現在,聲納已成為各類艦艇和船隻必備的儀器了。
鏡子的發明
1600年,法國國王亨利四世要結婚了。歐洲各國特使雲集巴黎,向國王獻上奇珍異寶,代表各國對國王婚禮大典致賀。
使王後德美第西斯最為中意的禮物來自一個小國——威尼斯公國,這個小小的城市國家獻給王後的禮物價格高達15萬金法郎!婚禮後,王後常常將這件禮物給王公大臣們觀賞,炫耀自己的富有和至貴。這是什麼禮物,這麼奇貴,竟令王後如此得意?
說出口你可能要笑出聲來,原來是一麵鏡子,一麵僅書本大小的玻璃鏡!
請你不要感到好笑,鏡子剛發明的時候,確實是非常珍貴的。
我們不妨簡略回顧一下鏡子發明以前的情況。古代沒有鏡子,遠古的人是在平靜如鏡的湖水中觀看自己容貌的。原始社會中期,人們用各種形式的石器或陶器來盛水照臉蛋,叫做“監”。到了商周時代,“監”開始用銅製造,於是改叫“鑒”。戰國時,人們掌握了製造青銅器的成熟工藝,開始用雕好的陶模澆青銅液鑄成鏡子。青銅鏡很受人們歡迎,被人們用了好幾千年。不過銅鏡用久了,鏡麵容易氧化,變得灰蒙蒙的,那就什麼也看不出來了。
第一麵玻璃鏡子是在400多年前威尼斯的穆拉諾島上出現的。這個小島是威尼斯玻璃製造業的中心,有著一大批熟練工匠,能製造出各種美妙的玻璃藝術品來,也能製出當時歐洲質量最好的平麵玻璃來,玻璃鏡子就是島上最優秀的兩位工匠——達爾卡羅兄弟的發明。
當時,島上常會發生這樣的笑話,街上的行人在走過住家時,會見到裏麵的姑娘笑吟吟地隔著窗戶對他注視,而行人對姑娘報以微笑卻得不到回應。原來,一些聰明的姑娘發現窗戶上的小片平麵玻璃在光線、背景合適的時候,能反射人影,所以就拿它當鏡子用了。當然,這樣的“鏡子”效果並不理想。
能不能為我們的姑娘發明理想的鏡子呢?達爾卡羅兄弟反複琢磨。他倆想到了一個熟悉的生活現象:清澈見底的清水池塘不能映出人影,而深色的水或有深色底麵的淺水卻可映出人影。一個發明設想逐漸在他們腦中形成了:如果在平麵玻璃的背麵加上一層襯墊,也許會有更強的映照能力。
達爾卡羅兄弟決定選擇一種能夠塗在玻璃上的物質作為鏡子的襯墊。沒想到,為找到這種襯墊物質,兄弟倆竟付出了十幾年的辛勞。他們試用過石粉、泥土、炭末、麵粉、木屑等,但都失敗了。後來,他們想到了用金屬,先用銅試驗。兄弟倆將熔化的銅液澆在預熱過的平麵玻璃上,“啪、啪”,玻璃碎了。待玻璃冷卻後,拿起來一看,碎片的映照能力倒是大為提高了,但用手指輕輕一撣,玻璃後的銅片竟掉了下來。
得解決玻璃碎裂的問題!看來,是銅液的溫度太高,銅的熔點為10835℃,玻璃經受不起這樣的高溫。他們又試用了一些低熔點的金屬,那天,他倆試著采用錫,錫的熔點隻有2319℃。弟弟將坩堝裏的錫液倒在玻璃上,哥哥細心地用一隻小滾筒將錫液推成薄薄的錫箔。果然,玻璃經受住了考驗,沒再碎裂。