从海底来的回声

很长一段时间，人们没有从回声中得到任何好处，然后他们想出了一种测量海洋深度的方法。这项发明是偶然产生的。1912年，一艘大型游轮“泰坦尼克号”与冰山相撞并沉没，导致几乎所有乘客遭殃。为了确保航行安全，人们希望在浓雾中或夜间航行时利用回声来寻找冰山。这种方法在实践中没有成功，但它引出了另一个想法:利用海底声音的反射来测量海洋的深度。这个想法已经成功了。

图144是这种设备的示意图。在船的一侧舱底的船底附近有一个弹药袋，燃烧时会发出很大的声音。声波穿过水层到达海底，反射回来的回声回到水面，被安装在舱底的灵敏仪器接收。精确的时钟测量声音发射和回声到达之间的时间。我们已经知道声音在水中的速度，所以我们可以很容易地计算出反射面的距离，换句话说，我们可以测量海洋的深度。这种测量海洋深度的装置叫做回声测深仪，它在测量海洋深度方面起着很大的作用。使用以前的测深仪，它只能在船静止时测量，而且需要很长时间。带有测量锤的绳索必须通过轮盘悬挂下来，并且悬挂非常缓慢(大约150米/分钟)；它从海底抬起来的速度也很慢。因此，要测量3千米的深度，使用这种方法需要3分钟。如果使用回声测深仪，同样的测深工作可以在几秒钟内完成，在测量过程中船舶仍然可以照常运行，得到的结果比锤击法更加可靠和准确。最近一次测深获得的误差不超过1/4米(此时，时间测量应精确到不超过1/3000秒)。如果深海深度的精确测量对海洋学意义重大，那么在浅水中进行快速、准确和可靠的水深测量确实有助于航行，从而确保航行安全:在回声测深仪的帮助下，船只可以大胆而快速地靠岸。在现代回声测深仪中，代替普通声音的是非常强的“超声波”，它是人耳听不到的，频率为每秒几百万次。这种声音是由置于快速交变电场中的应时(压电应时)的振动产生的。