阅读《超声波指纹识别技术》,回答问题.

超声波指纹识别技术

自从iPhone5s带着指纹识别Touch ID火了以后,这门技术已经成为iOS和Android旗舰手机上的标配了.虽然虹膜识别等生物识别技术也偶尔向Touch ID发起挑战,但仍无法撼动其地位.不过,这种情况可能要改变了,因为手机芯片厂商高通来了一发黑科技﹣﹣超声波指纹识别技术(亦称超声波Sense ID).

原有的指纹识别的原理是电容式信号感测,核心是电信号.手指(人体)的微电场与电容传感器之间形成微电流,指纹嵴与峪(波峰与波谷)间会有高低电容差,这也是描绘指纹图象的基础.

超声波指纹识别如其名,是利用的是超声波去做检测.利用超声波具有穿透材料的能力,且随材料的不同产生大小不同的回波(超声波到达不同材质表面时,被吸收、穿透与反射的程度不同).因此,利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异,就可以区分指纹嵴与峪所在的位置.超声波技术所使用的超声波的能量被控制在对人体无损的程度.

超声波指纹识别的优势在于可以识别指纹的3D纹路,采集更精细的指纹数据,而电容式的识别是2D图象.另外一点优势是可以置于塑料、玻璃等多种材料之下,不对机身外观造成影响,不受汗水、油污的影响.

请根据上述材料和你学过的物理知识,回答下列问题:

(1)超声波传播中遇到障碍物时________(填“会”或“不会”)有一部分被反射回来形成回音.

(2)超声波指纹识别装置是利用仿生学原理制成的,它模仿的是下列哪种生物_______

A.蝙蝠 B.猫 C.狗 D.大象

(3)超声波能够识别指纹是利用了超声波________的作用.(填“传递信息”或“具有能量”)

(4)下面是超声指纹识别系统,在发出超声波遇到手指上A,B,C,D,E五个位置,测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.16ms、0.30ms、0.14ms、0.30ms.根据时间,求出手指与手机平面的距离,就可以绘出指纹的大致形状,则该处指纹的大致形状如图中的________

阅读下面的短文,回答问题:

超声波及其应用

人耳最高只能感觉到大约20000Hz的声波,频率更高的声波就是超声波了。超声波广泛地应用在多种技术中。

理论研究表明,在振幅相同的情况下,一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比,超声波在介质中传播时,介质点振动的频率很高,因而能量很大,在我国北方干燥的冬季,如果把超声波通入罐中,剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴,再用小风扇把雾滴吹入室内,就可以增加室内空气的湿度。这就是超声波加湿器的原理,对于咽喉炎、气管炎等疾病,药力很难达到患病的部位,利用加湿器的原理,把药液雾化,让病人吸入,能够增进疗效,利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎。

金属零件、玻璃和陶瓷制品的除垢是件麻烦事,如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波,清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢,能够很快清洗干净。

俗话说“隔墙有耳”,这说明声波能够绕过障碍物。但是,波越短,这种绕射现象越不明显,因此,超声波基本上是沿直线传播的,可以定向发射,如果渔船载有水下超声波发生器,它旋转着向各个方向发射超声波,超声波遇到鱼群会反射回来,渔船探测到反射波就知道鱼群的位置了,这种仪器叫做声呐,声呐也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇,测量海水的深度。

根据同样的道理也可以用超声波探测金属、陶瓷、混凝土制品,甚至水库大坝,检查内部是否有气泡、空洞和裂纹。

人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的,健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样,平常说的“B超”就是根据内脏反射的超声波进行造影,帮助医生分析体内的病变。

有趣的是,很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官,以昆虫为食的蝙蝠,视觉很差,飞行中不断发出超声波的脉冲,依靠昆虫身体的反射波来发现食物。海豚也有完善的“声呐”系统,使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置。现代的无线电定位器——雷达,质量有几十、几百、几千千克,蝙蝠的超声波定位系统只有几分之一克,而在一些重要性能上,如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现代无线电定位器。深入研究动物身上各种器官的功能和构造,将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的设备,这是近几年来发展起来的一门新科学,叫做仿生学。

(1)超声波有哪些特点?

(2)通过阅读上述材料,你知道超声波在日常生活中有哪些应用?

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