《趣味物理学》在线阅读——第10章 声音和听觉(5)

10.5　从海底来的回声

　　人们有很长的一段时间，没有从回声身上得到一点好处，后来才想出一个方法，利用它来测量海洋的深度。这件发明是偶然得到的。1912年，一只很大的邮船“泰坦尼克”号跟冰山相撞沉没了，几乎全部乘客遭了难。为了保证航行的安全，人们想在浓雾里或者夜里行船的时候，利用回声来发现前进路上有没有冰山。这个方法实际上并没有成功，但是引出了另外一个想法：利用声音从海底的反射来测量海洋的深度。这个想法已经得到了成功。

　　图145是这种装置的简图。在船的一侧的底舱里靠近船底的地方有一个弹药包，在燃烧的时候发生激烈的声音。这声波穿过水层到了海底，反射以后的回声折回到水面上来，由装在舱底的灵敏的仪器接受下来。一只准确的时计量出了发出声音和回声到达相隔的时间。我们已经知道了声音在水里的速度，就很容易算出反射面的距离，换句话说，就是测出了海洋的深度。

　　这种测量海洋深度的装置叫做回声测深器，在测量海洋深度的工作上起着极大的作用。应用从前的测深器，只能在船只不动的时候测量，而且要花许多时间。那系测锤的绳要从它缠绕着的轮盘垂下去，而且垂下得相当慢（每分钟约150米）；把它从海底提出也是这么慢。因此，要测量3公里的深度，用这个方法就得花3刻钟。如果采用回声测深器，那同样的测深工作只要几秒钟就完事了，而且测量的时候轮船仍旧可以照旧行驶，所得到的结果也比用测锤的方法可靠得多，精确得多。最新的测深工作所得到的误差不超过四分之一米（这时候时间的测量要精确到误差不超过3000分之一秒）。

　　如果说深海的深度的精确测量对于海洋学有重大意义，那么，在浅水的地方进行又快又精确可靠的测探工作，是对于航海有真正的帮助的，这可以保证航行安全：由于回声测深器的帮助，使得船只能够大胆而且很快地向岸靠近。

　　在现代的回声测深器里，已经不是用一般的声音，而是用非常强的“超声波”，是人的耳朵听不到的声音，它的频率大约每秒几百万次。这样的声音是从放在很快交变的电场里的石英片（压电石英）振动产生的。

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