20世纪60年代,前苏联的一艘潜艇在大西洋的深处执行任务,不知何故,发生了剧烈的爆炸。事后,前苏联的舰队赶到出事的海域,希望能找到出事潜艇的确切位置,把潜艇的残骸打捞上来;可是在附近海域找了很长时间,也没有找到出事潜艇的位置,只好望洋兴叹,最终他们撤离了大西洋海域。
前苏联舰队的海上寻找行动,引起了美国情报部门的关注,他们到处搜集情报,当得到的情报是前苏联舰队在寻找潜艇残骸时,他们立即查阅了美国水下监测系统的资料。此监测系统能够发现和记录几千公里以外的爆炸,在当时是比较先进的水下监测系统。果然不出所料,他们从仪器上发现了在大洋里发生过的一次爆炸,并且精确地记下了发生爆炸时的位置。从分析中,他们证实了监测的爆炸是潜艇爆炸,他们立即特制出专用于深海的打捞工具,把前苏联的潜艇残骸打捞起来,从而窃得了前苏联潜艇上半截导弹的秘密。
这是一起典型的,靠水下监测获得爆炸潜艇位置的事例,其奥秘何在呢?我们知道,在空中出现飞机和导弹时,地面部队可以通过雷达站接收到信息。雷达就是靠接收无线电波进行侦察工作的,在空中,无线电波就像孙悟空一样能够大显神通。可是在水中,无线电波就无法显出神通,它的“本领”大打折扣,甚至会成为“聋子”“瞎子”,因为水会吸收无线电波,造成损耗,就无法传播信息了。
美国进行水中监测的系统,是靠接收超声波的声纳系统。超声波在水中可以畅通无阻地传到很远的地方,美国正是利用声纳记录下超声波,从而测定爆炸的位置距离。声纳也会主动发射超声波,当超声波遇到障碍物时,就被反射回来,根据发射和接收的间隔时间,就能测出障碍物的位置和距离。
早在1912年,“泰坦尼克号”轮船撞到冰山沉没,船上乘客几乎全部遇难。从那以后,科学家便开始考虑游船的安全问题,特别是浓雾天气或者夜间行船时,很容易出问题,于是在实践中,人们利用声音的反射来测量海洋的深度。根据声音回音原理,科学家制造出一种测量海底深度的装置叫做回声测深器。现代的回声测深器,已经不是一般的声音,而是利用非常强的“超声波”,它的频率大约每秒几百次,这种声音,人的耳朵是听不见的。
众所周知,人听到的声音的高低,是由声音的频率决定的。频率高,音调也高,但当声音高到2万赫兹以上时,人就听不到了。我们通常把人耳听不到的高频声波称为超声。超声和普通的声音有很多相似之处,声音的频率相当高,使用非常广泛。比如,超声可以探测物体内部情况,包括人的眼睛看不到的金属构件内部存在的裂纹、气泡等,就是凭借着超声对液体和固体较强的穿透力,向金属内发射的超声波,遇到有裂纹、气泡等异常情况时,会发出相应的反射波形。
当仪器接收到反射的超声波讯号时,再通过显示器,更加清楚地看到金属内部存在缺陷的位置和形状,即使是针尖小的毛病也逃不过超声的“眼睛”。根据这个原理制成的超声波显像仪,还可以用来为人类服务,用这种仪器检查人体内部的器官,在电视荧光屏上,能够清楚地看到跳动的心脏、母腹内的胎儿,还能准确地诊断出是哪部分器官发生的病变,成为医生的好助手。超声波真是一个无声的功臣,它对人类的贡献真是太大了。