海洋探測的順風耳(1 / 1)

海洋探測的順風耳

回聲的利用

大家都知道,當我們對著山丘或高大建築物高聲喊叫時,聲音會在碰到它們之後反射回來,這就叫作回聲。而聲音在水中傳播的性能和速度比在空氣中傳播得還要好,還要快。聲音在空氣中的傳播速度是每秒340米,而在0攝氏度水中是1500米。此外,聲波在水中的衰減比在空氣中小,因此聲音在水中比在空氣中傳播得更遠。

聲音在水中遇到障礙物之後,也會反射回來。這樣,根據聲 波在水中的傳播速度,隻要測出聲音從船上發射再反射到船上的

時間,就能知道海的深度。這就是利用回聲來測量海深的道理。但實際上,問題要比我們想象的複雜得多。這主要是由於聲波在海水中傳播的速度不是固定不變的,它是隨海水溫度、鹽度和水深的變化而變化的。

什麼是聲呐

實際上,聲呐就是人們利用水聲能量進行水下觀測和通信的一種儀器。聲波在海水裏並不是直線傳播的,不同的水域、不同的水深、不同的障礙物以及海底和地形,都會對聲音的傳播產生影響。

而聲呐正是利用了這一原理,通過回收不同的回聲來探測海

水的不同界麵、海洋深度以及海底地形等。聲呐基本上可以分為以下兩種。第一種可以稱為主動聲呐。它可以發射聲波,遇到目標時會產生回聲。而聲呐裏裝有能感受聲音的裝置,這樣聲呐就可接收

這種回聲,並加以處理,然後在顯示器上顯示出目標的方位、大小及形狀,有的還能根據回聲的大小確定目標的遠近。第二種可以稱為被動聲呐。這種聲呐不能發射聲波,它隻接

收目標發出的噪音,然後加以處理並將結果顯示出來。按照聲呐安放的位置還可以將聲呐分為艦艇載、飛機載和固定式3種。

工作原理

在水中進行觀察和測量,具有得天獨厚的條件的隻有聲波。這是由於其他探測手段的作用距離都很短:光在水中的穿透能力很有

限,即使在最清澈的海水中,人們也隻能看到十多米至幾十米內的

物體;電磁波在水中也衰減太快,而且波長越短,損失越大,即使用大功率的低頻電磁波也隻能傳播幾十米。

然而,聲波在水中傳播的衰減就小得多。在深海聲道中爆炸一枚幾千克的炸彈,在20000千米外還可以收到信號。低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層,並且得到地層中的信息。