海底回声的应用：测量海洋深度、保障航行安全

很长一段时间，人们都觉得回声没什么用处。但在后来的一次偶然事件中，人们突然发现，回声可以用来测量海洋的深度。

1912年，远洋客轮“泰坦尼克号”与冰山相撞，几乎所有的乘客都随着这艘巨轮一起沉入海底。为了避免类似的惨剧再次发生，人们开始尝试利用回声探明轮船的前方是否有冰山。这种尝试最初并未成功，但人们因此想到了回声的其他用途，那就是利用回声测量海洋的深度。

如图150所示，这就是利用回声来测量海洋深度的示意图。图示船只一侧的底仓里，有一个火药包，当这个火药包爆炸的时候，会发出巨大的声响。声音穿过船底的水抵达海底，经过海底反射后再传到船上，由船上的精密仪器来接收这个声波。计时器能准确地记录下从发出声波到接收到回声的时间。我们知道声音在海洋里的传播速度，因而就能计算出海洋的深度。

图150　利用回声测量海洋的深度(www.xing528.com)

图150的装置叫作回声探测器，给海洋深度测量带来了巨大的技术变革。以前，人们在没有想到这个办法的时候，就用测锤来测量海洋深度，但只能在船静止不动的时候进行测量，且花费的时间较长。绳子要从上面的转盘垂下去，每分钟顶多垂下150米，从海里提上来也是一样，特别慢。如果要测量的深度是3000米的话，大概得用45分钟的时间。然而，在发明了回声探测器后，同样深度的测量工作，只需要几秒钟就可以完成，且在船只进行过程中也能进行。更重要的是，这种测量的方法误差很小，比测锤精确多了。据说，回声探测器可以把误差减小到不大于0.25米，相当于时间上的精确度达到了1/3000秒。

在浅海，这种探测器同样有广泛的应用，可以保证航行安全，避免发生触礁事件。现在，人们已经不用普通的声音作为回声探测器的声源了，而是用一种超声波。这种超声波是在快速交变的电场中，利用石英片的振动产生的。它的频率非常高，每秒大概是几百万次超出了人耳能够听到的声音范围，即20～20000赫兹，因而人类无法听到。