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在《美人鱼》这部电影中，人类用声呐进行海洋探测，为什么在海里用的是声呐呢？为什么在海洋里不能像在宇宙空间那样使用雷达呢？ , W6 X' L) ]! Y# M, K3 _
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原因是海水作为海洋中的能量传输介质是导体；当电磁波辐射到海水中时，其大部分能量将被海水吸收，因此传播距离受到严格限制。光波是频率较高的电磁波，在海水中吸收和衰减更严重；浑浊的海水会严重影响其传播。 " U- n- x+ ~; M2 g- k- L: |
$ O g+ d; o6 u0 n& | 而声波被海水吸收和衰减很小，可以传播很长的距离。以相同能量的电磁波与声波的比值计算，声波能量的吸收和衰减小于电磁波能量的千分之一。也就是说，电磁波传播1公里时消失，而声波可以传播1000公里。 % r1 p1 s# Z' j9 x7 A q
因此，声波是海洋中信息传输的理想形式。
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) T L$ m4 f- t 第一次世界大战期间，德国采取了无限制潜艇政策，这对英方造成了沉重打击。为了防止潜艇和反潜，法国物理学家郎志万研究了水下超声波的反射，利用1880年法国化学家发现的压电晶体制造了压电陶瓷，并在第二次世界大战中创立了超声波学和水声学，随着电子技术的发展和超声、水声基础研究的深入，人们利用压电陶瓷制作声纳。当时，几乎所有船只都配备了声纳，并在战争中发挥了重要作用。然而，半个多世纪后，除了海洋探测器和鱼类探测器之外，几乎所有声纳的发展都是用于军事目的的。
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直到20世纪60年代，声纳的使用才扩展到今天的海洋开发，为军事和海洋开发开发了许多声纳系统，其中，距离声纳、探雷声纳、声导鱼雷、多普勒导航仪和其他声纳系统设备用于军事；用于海洋开发的声纳系统设备包括海洋环境测量、海底勘探、海洋生物遥感与跟踪、水下通信、目标定位等。
% K: j" ^& W! [0 F* K; N: R" @ 声纳设备种类繁多，型号繁多。根据其工作模式，可分为被动声纳和主动声纳。
+ |, r$ j0 s* u+ O- a9 v 被动声纳本身不发射声信号，但只在被动接收状态下工作，因此也称被动声纳。
7 c: |5 F n& ^ P' d 被动声纳主要用于检测目标辐射的声信号，如潜艇噪声、鱼类噪声、etc。 0 S' e5 w7 k3 K8 ], h
被动声纳主要由压电陶瓷元件组成的接收换能器阵列、接收器和终端装置组成：接收换能器阵列将声信号转换为电信号，并由接收器放大。终端设备用于显示和存储被测信号，供操作员监控和识别。
+ D( [4 q9 D8 |- R( r 主动声纳是主动声纳。它通过对自身发送到海洋的声信号和目标反射回波进行处理，达到测距和定位的目的。它广泛应用于海洋目标的检测、定位和导航。
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