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潜艇的“耳目”——声呐

潜艇最大的特点是它的隐蔽性。潜艇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,被称为潜艇的“耳目”。

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。

声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10 kHz~30 kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较好的指向性。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。

(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10 s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s1是多少?_____(设声波在海水中传播速度为1 500 m/s)

(3)停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接收到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度是20 m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经过1 min后潜艇B与潜艇A的距离s2为多少?______

(4)在月球上能否用声呐技术来测量物体间的距离__________?为什么________?

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