大洋深處的“火眼金睛”

聲吶，是一種利用聲波在水中的傳播和反射來進行導航和測距的技術或設備。軍艦、潛艇、反潛飛機上安裝聲吶后，就可以確定敵方艦艇、魚雷和水雷的方位。聲吶分主動式和被動式兩種類型，至今已有100年歷史。

對付水下“惡狼”

眾所周知，在第一次世界大戰(zhàn)時，德國的U一9型潛艇就像海底幽靈一般，讓英國艦船驚心不已。在最高記錄時，1艘U-9型潛艇僅用半小時就擊沉了3艘英國巡洋艦，使得英軍損失了1200多名水兵。對付潛艇，已成為英國海軍的當務之急。

要制服潛艇這種神不知鬼不覺的家伙并不容易，首先要解決偵察的問題，也就是能夠發(fā)現(xiàn)潛艇。

郎之萬和希洛斯基兩位科學家接受了這個任務，經(jīng)翻閱相關資料發(fā)現(xiàn)，其實早在1906年，英國海軍的一位科研人員劉易斯·尼克森，就發(fā)明了一種具有現(xiàn)代意義的聲吶儀用來偵測冰山，但沒有得到廣泛應用。1912年的時候，由于“泰坦尼克號”沉沒，為了盡快把船打撈上岸，科學家理查森也曾建議使用超聲波來探測水下物體，然而，這種想法也沒有付諸實施。

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為什么不能在水中使用電磁波探測？

由于電磁波在水中衰減的速率非常高，無法作為偵測的訊號來源，故以聲波探測水面下的人造物體成為運用最廣泛的手段。

從居里夫婦那里得到的啟發(fā)

郎之萬和希洛斯基開始順著“超聲波探測”這個思路開始攻關。一天，郎之萬在一本資料里看到了居里夫婦發(fā)現(xiàn)的壓電效應——石英在受到壓縮時會產(chǎn)生一股很小的電流。反過來，如果向石英施加一個電流，石英就會有輕微的膨脹?？吹竭@段內(nèi)容，郎之萬豁然開朗：石英和其他壓電物質(zhì)既然能做聲音的發(fā)射器，應該也能做聲音的接收器??！

于是，郎之萬開始著手進行用石英板做接收器的研究工作，為了更快地推進這項研究，他特意邀請了石英研究的專家、正為帕克斯頓港皇家海軍工作的波意爾教授參與此次工作。

一年后，他們便有了收獲：用石英研制成功了一種發(fā)射器和接收器，可以釋放超聲波，并接收反射回來的超聲波；再通過運算系統(tǒng)，精確計算被偵測物體的位置及體積等，這便是有源聲吶系統(tǒng)的最初探索。

1918年底，英國皇家海軍研究小組開始在軍艦上試驗最新研制的聲吶裝置，并很快投入戰(zhàn)場。這回，不可一世的德軍潛艇吃了大虧，英軍靠著聲納的主動尋找和精確定位，每天都能擊中德軍潛艇，嚇得德國潛艇輕易不敢出來了。

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聲吶都有哪些用途？

聲吶是各國海軍進行水下監(jiān)視使用的主要技術，既可以用于對水下目標進行探測、分類、定位和跟蹤，又可以用來進行水下通信和導航，保障艦艇、反潛飛機和反潛直升機的戰(zhàn)術機動和水中武器的使用。

此外，聲吶技術還廣泛用于魚雷制導、水雷引信，以及魚群探測、海洋石油勘探、船舶導航、水下作業(yè)、水文測量和海底地質(zhì)地貌的勘測等。