根據什麼改進水下聲波探測技術

1. 聲吶是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備，是水聲學中應用廣泛的一種重要裝置．聲吶

（1）人耳只能聽到20Hz到20000Hz之間的聲音，即人耳能夠聽到聲吶發出的聲波的頻率范圍是20Hz到20kHz；
（2）①超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時間：
t=

1

2

×10s=5s，
潛艇B與潛艇A的距離：
s=vt=1500m/s×5s=7500m；
②1分鍾=60s．
1分鍾後，潛艇B行駛的路程s_B=v_Bt=10m/s×60s=600m
因為聲波頻率變低，所以潛艇B是遠離聲吶，
現在兩艘潛艇之間的距離s₂=s₁+s_B=7500m+600m=8100m；
（3）地球和月球之間是真空，因為真空不能傳聲，所以用聲吶技術無法測量地球和月球之間的距離．
故答案為：（1）20；
（2）①7500；②8100；
（3）月球上是真空，聲音不能在真空中傳播．

2. 利用聲音進行水下探測的裝置叫「聲吶」，它能向某一方向發出聲波和接收它的返回聲波，根據兩個聲波的時間

（1）s=vt=1450m/s×1s=1450m．
所以月球和地球之間的距離是：s'=

1

2

s=

1

2

×1450m=725m．
（2）聲在真空中不能傳播，月球上是真空，所以利用聲吶不能測量月球和地球之間的距離．
答：魚群到聲吶的距離是725m．不能用聲吶測量月球和地球之間的距離，因為真空不能傳聲．

3. 現在探測海底都是用的聲吶，那聲吶的原理從何而來呢

聲吶是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備，是水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置。聲波是人類迄今為止已知可以在海水中遠程傳播的能量形式，聲納 (sonar) 一詞是第一次世紀大戰期間產生的，它是由聲音 (sound)、導航 (navigation) 和測距 (ranging) 3個英文單詞的字頭構成的，是聲音導航測距的縮寫。它利用聲波在水下的傳播特性，通過電聲轉換和信息處理，完成對水下目標進行探測、定位和通信，判斷海洋中物體的存在、位置及類型，同時也用於水下信息的傳輸。

實際應用中的水聲換能器兼有發射和接收兩種功能，現代聲納技術對水聲發射換能器的要求是：低頻、大功率、高效率以及能在深海中工作等特性。根據水聲學的研究，人們發現用低頻聲波傳遞信號，對於遠距離目標的定位和檢測有著明顯的優越性，因為低頻聲波在海水中傳播時，被海水吸收的數值比高頻聲波要低，故能比高頻聲波傳播更遠的距離，這對增大探測距離非常有益。

聲波的傳播影響因子

影響聲吶工作性能的因素除聲吶本身的技術狀況外，外界條件的影響很嚴重。比較直接的因素有傳播衰減、多路徑效應、混響干擾、海洋雜訊、自雜訊、目標反射特徵或輻射雜訊強度等，它們大多與海洋環境因素有關。例如，聲波在傳播途中受海水介質不均勻分布和海面、海底的影響和制約，會產生折射、散射、反射和干涉，會產生聲線彎曲、信號起伏和畸變，造成傳播途徑的改變，以及出現聲陰區，嚴重影響聲吶的作用距離和測量精度。

聲波衰減是聲能在水體縱向上因水分子吸收、球形擴散和散射而造成的能量損失。吸收是海水縱向方向上的一些水分子離合的結果。海水中的氯化鎂是吸收的最主要因素。吸收的快慢取決於海水的物理化學特性和聲波的發射頻率。一般而言，發射頻率大於100kHZ其吸收系數隨溫度的增加而增加。散射損失與海水縱向上的細小物質有關；散射主要由海洋生物造成的，海水深處的浮游生物聚集在深層散射層 (DSL)，深層散射層的厚度每天都有變化。當聲波或聲能穿過不同的界面時，聲波的方向就會因聲速的變化而折射，從而兩個界面的聲速不連續。

現代聲吶必須根據海區聲速--深度變化形成的傳播條件，可適當選擇基陣工作深度和俯仰角，利用聲波的不同傳播途徑（直達聲、海底反射聲、會聚區、深海聲道）來克服水聲傳播條件的不利影響，提高聲吶探測距離。

4. 聲納是根據什麼原理探測水下目標呢

聲納（SONAR）是一個英文名詞縮寫的譯音，全文的意思是「聲波導航與測距」。聲納和雷達工作原理很相似，不同的是，一個是利用電磁波進行傳播，一個是利用聲波進行傳播。電磁波在空氣中傳播的速度是30萬千米／秒，因此，常把雷達叫做千里眼，但是雷達在水下使用就不靈了，因為海水對電磁波的吸收能力很強。聲波的傳播速度也是很快的，它不僅僅能在空氣里傳播，而且還可以在水中傳播，在水中傳播的速度是1450米／秒，比在空氣中傳播的速度要快4.5倍。有的人曾經做過實驗，在水下引發重300磅的炸葯，它的巨大聲音在水下傳播到2萬千米以外，在空氣里是絕對不可能傳播這么遠的。因此，利用聲波在水中傳播的特性發展了聲納這種裝備。

聲納的核心部件是換能器。從發射機送出一個電信號，經過換能器變成聲波，聲波向外輻射，從目標上反射回來的聲波或是目標本身反射的聲波經過換能器可以變成電信號送入接收機，再經過放大、濾波就可以得到目標的信息。但是換能器發出的聲波沒有方向性，能量也不集中，即使探測距離很近它也不能夠辨別目標的方向。為了把聲波的能量集中起來，讓它變成有方向性的聲波，採取兩種辦法，一種是把換能器放到像喇叭口的反射器的中心線上，發出聲音以後經過匯集就朝一個方向傳播，不斷轉動喇叭口就可以改變聲波傳播的方向；第二種辦法是把許多換能器按一定的方式排列組合起來，構成一個基陣，基陣中心聲音增強。根據這個原理換能器就能夠收到比較遠的信號，同時也可以很准確地測出目標的距離。

根據聲納的工作方式不同，它可以分成兩種類型：一種叫做主動聲納，就是聲納本身要發出聲波，聲波遇到了障礙物以後返回，它再接受回波，這樣可以測定出目標的方位和距離。但是，由於聲納本身要發出聲波，容易被敵人發現，因而暴露目標；另外一種叫做被動聲納，聲納本身不發出聲波，只是探聽對方目標發出的聲音，它的保密性比較好，也可以根據接收到的聲音來判斷目標的性質。但是，它不能探測不發聲音的目標。現在的聲納都是以上兩種方式相結合，根據探測對象不同，有時用主動聲納，有時用被動聲納，兩種結合使用效果就會更好一些。

聲納在軍事上用於水中目標搜索、警戒、識別、跟蹤、監視和測定，進行水下通信和導航。聲納技術還用於魚雷自導和水雷引信。聲納是一個大家族，在軍隊服務的主要有四兄弟，大哥在水面艦艇服務，它的主要任務是反潛，探聽有沒有潛水艇進攻，它的探測距離不同，近一點的達到5海里，最大的探測距離達到120海里；二弟在潛艇上服務，它主要探測水下目標和水面目標，探聽周圍有沒有別的潛艇存在以及水面上有沒有敵人的艦船，同時它還為魚雷提供導航；三弟是機載聲納，在反潛巡邏機和反潛直升機上服務，它有一個很長的尾巴連著，搜集水裡的情報；老四是固定聲納，在固定的位置上站崗放哨。它在海底或是飄浮在海面，偵查敵人的潛艇，保衛國家的海防。藏在海底的聲納隱蔽性非常好，能夠長時間的工作。

由於聲納靠聲波探測，受水文條件的影響和目標變化的影響都很大。比如，在同一海區進行探測潛艇的作業，在冬天探測效果很好，到了夏天由於水溫升高，探測的效果就明顯下降，有時根本找不到目標。因為海水有的地方溫度高，有的地方溫度低，在這種變化層里聲納就很不穩定。如果有風浪、海底地形變化大、目標運行速度快等等，都會影響聲納探測結果。為了進一步增強反潛艇的探測能量，除主要提高聲納性能外，還發明一些不完全靠聲音探測的辦法，與聲納配合使用。比如利用雷達或是用磁力探測儀、紅外探測儀及廢氣探測儀等等，因為常規潛艇不可能長期在水下活動，而是隔一兩天就要浮出水面補充氧氣，只要它一浮出水面就會被雷達發現。潛艇都是用鋼鐵製造的，它在水中航行會使磁場發生變化，可以用磁力方法來探測有沒有潛艇。另外，潛艇本身散發一定的熱量，也可以用紅外探測的辦法發現潛艇的存在。潛艇還要排除一些廢氣，可以利用測量廢氣來探測潛艇。所以各種探測設備要和聲納配合起來使用，才能起到最佳的效果。

5. 聲波探測水下目標的裝置是什麼

利用聲音進行水下探測的裝置叫「聲吶」，它能向某一方向發出聲波和接收它的返回聲波，根據兩個聲波的時間間隔，算出障礙物的位置，若在尋找魚群時，聲吶發出聲波後1s鍾收到回聲。

是利用聲波在水中的傳播和反射特性，通過電聲轉換和信息處理進行導航和測距的技術，也指利用這種技術對水下目標進行探測（存在、位置、性質、運動方向等）和通訊的電子設備，是水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置，有主動式和被動式兩種類型。

聲吶是各國海軍進行水下監視使用的主要技術，用於對水下目標進行探測、分類、定位和跟蹤；進行水下通信和導航，保障艦艇和反潛飛機的戰術機動和水中武器的使用。此外，聲吶技術還廣泛用於魚雷制導、水雷引信，以及魚群探測、海洋石油勘探、船舶導航、水下作業、水文測量和海底地質地貌的勘測等。

和許多科學技術的發展一樣，社會的需要和科技的進步促進了聲吶技術的發展。俄羅斯海軍專門將一艘核子K-403號潛艇改成聲吶測試用艇，可見其重視程度。

6. 根據鯨魚而研發出來的聲吶系統，其工作原理是

聲納是一種電子設備，它利用水下聲波探測、定位和通信。聲納設備一般由三部分組成：陣列、電子機櫃和輔助設備。該陣列是通過以一定的幾何圖案排列和組合水聲換能器而形成的。陣列的形狀通常是球形、圓柱形、扁平形或線形。它分為接收陣列、發射陣列或接收和發射陣列。電子機櫃通常具有傳輸、接收、顯示和控制子系統。輔助設備包括供電設備、連接電纜、水下接線盒和擴聲器、提升、旋轉、俯仰、收放、牽引、懸掛、投放等與聲納陣列、聲納圓頂等傳輸控制相匹配的設備。

影響聲納工作性能的因素不僅有聲納自身的技術條件，還有外界條件。更直接的因素包括傳播衰減、多徑效應、混響干擾、海洋雜訊、自雜訊、目標反射特性或輻射雜訊強度等。這主要與海洋環境因素有關。例如，由於海水介質分布的不均勻性以及海面和海床的影響和限制，聲波會產生折射、散射、反射和干擾，並會產生聲波線路的彎曲、信號的波動和失真，導致傳播路徑的變化和聲陰影區的出現，這將嚴重影響聲納的工作距離和測量精度。

7. 以海豚為師,研製出了利用水下聲波探測水中目標的儀器

以海豚為師,研製出了利用水下聲波探測水中目標的儀器------聲吶
聲吶是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備，是水聲學中應用廣泛的一種重要裝置。
聲吶能夠向水中發射聲波，聲波的頻率大多在10kHz~30kHz之間，由於這種聲波的頻率較高，可以形成指向性。聲波在水中傳播時，如果遇到潛艇、水雷、魚群等目標，就會被反射回來，反射回來的聲波被聲吶接收，根據聲信號往返時間可以確定目標的距離。
聲吶發出聲波碰到的目標如果是運動的，反射回來的聲波（下稱「回聲」）的音調就會有所變化，它的變化規律是：如果回聲的音調變高，說明目標正向聲吶靠攏；如果回聲的音調變低，說明目標遠離聲吶。

8. 廈門大學的研究人員通過什麼動物的頭部構造改進了水下聲波探測技術的新思路

通常是說通過研究同樣是在水下利用聲波探測定位的海豚類動物的頭骨結構，用於改進聲吶技術，但是不是「廈大」的最先探索，那就不知道了。

9. 利用聲波探測水下目標的裝置

利用聲波探測水下目標的裝置叫聲吶。聲吶是利用聲波在水中的傳播和反射特性，通過電聲轉換和信息處理進行導航和測距的技術，也指利用這種技術對水下目標進行探測和通訊的電子設備，是水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置。

利用聲波探測水下目標的裝置

聲吶是各國海軍進行水下監視使用的主要技術，用於對水下目標進行探測、分類、定位和跟蹤。

聲吶技術已有超過100年的歷史，它是1906年由英國海軍的劉易斯·尼克森所發明，他發明的第一部聲吶儀是一種被動式的聆聽裝置，主要用來偵測冰山。

聲吶的分類可按其工作方式，按裝備對象，按戰術用途、按基陣攜帶方式和技術特點等分類方法分成為各種不同的聲吶。

10. 聲吶是利用水中聲波對水下目標進行探測，定位和通信的電子設備，是水聲學中應用廣泛的一種重要裝置，請回

（1）人耳只能聽到20Hz到20000Hz之間的聲音；
（2）聲吶裝置在工作過程中發射和接收的是超聲波
（3）超聲波從潛艇A傳到潛艇B的時間：
t=

1

2

×10s=5s，
潛艇B與潛艇A的距離：
s=vt=1500m/s×5s=7500m；
（4）地球和月球之間是真空，因為真空不能傳聲，所以用聲吶技術無法測量地球和月球之間的距離．
故答案為：（1）20000；（2）超聲波；（3）7500；（4）真空不能傳聲．