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词条 深海声道
释义

第二次世界大战期间,美、苏科学家分别发现,大洋深处有一些深海声道可以让声波传得很远。在深海声道里声音可以传播数千公里而不减弱。经过理论分析,科学家发现这是因为大自然在大洋深处造成对声波传播非常有利的深海声道。

特点

海水下声速基本上由温度和海水压力控制:温度越低,声速愈慢;海水压力越大,声速愈快。大洋中海水温度是由太阳照射造成,因此温度随深度增加而降低,但是海水压力却在增加。所以由海面向下观察就会发现,声速先是随深度增加、温度降低而变慢,当达到最低值时,温度不再改变,这时声速就会随海水压力增大而变快。

于是声波传播速度在整个大洋变成上下两层,两层交界处就形成了特殊的声道轴,由于声波在传播时总向声速慢的界面弯曲,因此声道轴上下方的声音都会折回声道轴;于是乎,声能被限制在声道轴上下一定深度范围内传播不接触海面与海底,这就像在声道轴上下各放一块反射声特别好的挡声墙,声音总是在两块挡声墙之间

反射,能量不受损失,可以传播很远。这就形成了“深海声道”。

类似现象

在水面上如此,声音在水下传播也有类似现象。第二次世界大战期间,美国和苏联的科学家分别发现,在大洋深处有一些深海声道可以让声波传得很远。在深海声道中,声音可以传播到数千公里以外而没有减弱的迹象。后来的科学家还为此做过一次实验,他们在澳洲南部海中投下深水炸弹,爆炸产生的声波顺着深海声道绕过了好望角,又折向赤道,横穿大西洋,经过3小时43分钟后,竟然被北美洲百慕大群岛的测听站收听到了。计算起来,这颗炸弹爆炸后的声波一共“定”了1.92万公里,在海洋中绕地球达半圈!

理论分析

经过理论分析,科学家发现,这是因为大自然在大洋深处造成了对声波传播非常有利的深海声道。海水下面的声速基本上由温度和海水压力控制:温度愈低,声速也愈慢;而海水压力愈大,则声速愈快。大洋中的水温是太阳照射造成的,因此温度总是随深度增加而降低,但到一定深度后温度就不再改变,形成深海等温层。而海水压力却只与深度有关,深度愈大,海水压力就愈大。因此,如果从海面向下观察,就会发现,声速先是随深度增加、温度减低而变慢,当下降到一个最低值时,海水温度不再改变,这时,声速就会随海水压力增大而变快。

这样,声波传播的速度在整个海洋中变成了上下两层,在上面的一层中,水层越深,声速越慢;在下面的一层中,水层越深,声速则越快。在两层交界的地方,就形成了一个特殊的声道轴,由于声波在传播中总是向声速慢的界面弯曲,因此声道轴上方和下方的声音都会折回声道轴。这样,声能被限制在声道上下一定的深度范围内传播,不接触海面和海底,这就像在声道轴上下各放一块反射声音特别好的大平板一样,声音总是在这两块平板之间来回反射,能量不受损失,可以传到很远的地方。这就是“深海声道”。通过这个特殊的声道,我们在上海讲话,大洋彼岸的旧金山都可以听到,只不过一方说过话之后,另一方要3个多小时才能收到,这样,一昼夜也说不了几句话,真要把人急死了。

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更新时间:2024/11/15 19:39:26