Долгое время человек не извлекал из эхо
никакой пользы, пока не придуман был способ измерять с помощью его
глубину морей и океанов. Изобретение это зародилось случайно. В 1912 г.
затонул почти со всеми пассажирами огромный океанский пароход
«Титаник», — затонул от случайного столкновения с большой льдиной. Чтобы
предупредить подобные катастрофы, пытались в туман или в ночное время
пользоваться эхом для обнаружения присутствия ледяной преграды впереди
судна. Способ на практике себя не оправдал, зато натолкнул на другую
мысль: измерять глубину морей с помощью отражения звука от морского дна.
Мысль оказалась очень удачной.
Рис. 1. Схема действия эхолота.
На рис. 1 вы видите схему установки. У
одного борта корабля помещается в трюме, близ днища, патрон,
порождающий при зажигании резкий звук. Звуковые волны несутся сквозь
водную толщу, достигают дна моря, отражаются и бегут обратно, неся с
собой эхо. Оно улавливается чувствительным прибором, установленным, как и
патрон, у днища корабля. Точные часы измеряют промежуток времени между
возникновением звука и приходом эхо. Зная скорость звука в воде, легко
вычислить расстояние до отражающей преграды, т. е. определить глубину
моря или океана.
Эхолот, как назвали эту установку,
совершил настоящий переворот в практике измерения морских глубин.
Пользование глубомерами прежних систем возможно было лишь с неподвижного
судна и требовало много времени. Лотлинь приходится спускать с колеса,
на котором он намотан, довольно медленно (150 м в минуту); почти так же
медленно производится и обратный подъем. Измерение глубины в 3 км этим
способом отнимает 3/4 часа. С помощью эхолота то же измерение можно
произвести в несколько секунд, на полном ходу корабля, получая при этом
результат, несравненно более надежный и точный. Ошибка в этих измерениях
не превосходит четверти метра (для чего промежутки времени определяются
с точностью до 3000-й доли секунды).
Если точное измерение больших глубин
имеет важное значение для науки океанографии, то возможность быстро,
надежно и точно определять глубину в мелких местах является существенным
подспорьем в мореплавании, обеспечивая его безопасность: благодаря
эхолоту судно может смело и быстрым ходом приближаться к берегу.
В современных эхолотах применяются не
обычные звуки, а чрезвычайно интенсивные «ультразвуки», неслышимые
человеческим ухом, с частотой порядка нескольких миллионов колебаний в
секунду. Такие звуки создаются колебаниями кварцевой пластинки
(пьезокварца), помещенной в быстропеременное электрическое поле. |