潜艇的“耳目”——声呐.doc

潜艇的“耳目”声呐湖北省襄阳市第三十九中学 梁远雄 441002 TEL：15671275526 QQ：4358065412009年2月初 ，英国核潜艇“前卫”号和法国核潜艇“凯旋”号在大西洋发生相撞事故。有专家指出，本来这种相撞的概率很低，两艘潜艇在大洋里游弋，就像一个体育馆里两只蜜蜂飞来飞去，它们如果撞到一起，一定是都没有睁眼睛和带耳朵。而潜艇的“耳目”就是声呐。法英不少军事专家就对媒体表示，两艘潜艇相撞很可能与双方关闭了声呐系统有关。那么，潜艇为何如此依赖声呐呢？      声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备，是水声学中应用广泛的一种重要装置。在水中进行观察和测量，具有得天独厚条件的只有声波，这是由于其他探测手段实现的探测距离都很短。光在水中的穿透能力有限，即使在最清澈的海水中，人们也只能看到十几米到几十米深的物体；电磁波在水中也衰减很快，而且波长愈短，损失越大，即使用大功率的低频电磁波，也只能准确传递几十米。然而，声波在水中传递过程中衰减就小得多，在深海中一个几公斤的炸弹爆炸时，两万公里外还可以收到讯号。在水中进行测量和观察，至今还没有比声波更有效的手段。 潜艇最大的特点是它的隐蔽性，作战时需要长时间在水下潜航，这就决定它不能浮出水面使用雷达观察，而只能依靠声呐进行探测，所以声呐在潜艇上的重要性更为突出。声呐能够向水中发射声波，声波的频率大多在10kHz30kHz之间，由于这种声波的频率较高，可以形成较指向性。声波在水中传播时，如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标，就会被反射回来，反射回来的声波被声呐接收，根据声信号往返时间可以确定目标的距离。声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波（下称“回声”）的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低，说明目标远离声呐。请回答以下问题：（1）人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是_kHz到_kHz。（2）如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经B潜艇反射回来的信号，且信号频率不变，潜艇B与潜艇A的距离s是 。（设声波在海水中传播速度为1500m/s）（3）在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离？为什么？答案：（1） 0.02 20 （2） 7500m （3） 不能，因为月球是真空，而真空不能传播声音