海底传来的回声

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很长一段时间，回声都没有给人们带来什么益处，直到产生了利用回声测量海洋深度的方法。这是一个意外的发明。在1912你那，巨大的远洋客轮“泰坦尼克号”意外地与冰山相撞，几乎所有的乘客斗鱼这艘巨轮一同沉入了海底。为了避免类似惨剧的再次发生，人们尝试着利用回声来探明轮船的前方是否存在冰山。这种尝试在实践中并没有取得成功，但却由此引出了另外一个想法：利用来自海底的回声测量海洋的深度。这个想法取得了巨大的成功。

图151就是这种装置的示意图。在一侧船舷的船舱底部放置一个弹药筒，弹药筒点燃后会发出十分尖锐的声音。这种声波会穿透水层，直达海洋底部，经海底反射后再传播回来，这就是回声。在船底，除弹药筒之外，还装有一种十分灵敏的仪器，可以捕捉到回声，同时，计时器可以准确地测量出发出声音与收到回声的时间间隔。我们知道声音在水中的传播速度，这样就很容易计算出水面到声音反射物之间的距离，也就是海洋的深度。

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图151 回声探测器的工作示意图

这种装置叫做回声探测仪，它给海洋深度测量工作带来了一场重大的技术变革。以前的铅锤测深系统只能在船只固定时工作，而且测量需要花费很长的时间。测深锤绳盘绕在绞车上，在进行测量时被缓慢地放入海水中（大约每分钟150米），提升绳索的速度也是同样缓慢。3千米的深度，如果使用这种测量方向，大约需要3/4小时的时间，而是用回声探测仪测量海洋深度仅仅需要几秒钟的时间，测量可以在船只全速前进的情况下进行，而且测量精度和可靠性也是非常之高。回声探测仪的测量误差不超过1/4米（也就是说时间间隔可以精确到1/3000秒）。

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如果说测量的精确度对于海洋有重大意义的话，那么在小范围内快速、准确且可靠的定位深度，则对船只航海起着不可低估的作用，因为这样可以保证船只的安全：依靠回声探测仪的帮助，船只可以从容不迫地快速靠岸。

现代的回声探测仪，使用的不是普通的声音，而是超强的 “超声波”，人耳是听不到这种声波的，其振荡频率为每秒百万级。这种超声波是由置于在快速交变电场中的石英片（压电石英）震荡产生的。

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----摘自《趣味物理学》

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