Сонар
Сонар — устройство или метод обнаружения объектов с помощью звуковых волн: он посылает звуковой импульс, принимает отражённый сигнал и по времени его возвращения определяет расстояние до объекта.
Работа сонара основана на эхе. Передатчик создаёт короткий звуковой импульс, который распространяется в среде. Достигнув препятствия, звук отражается и возвращается к приёмнику. Измеряют промежуток времени \(t\) между отправкой импульса и приёмом эха. Если известна скорость звука \(v\) в данной среде, можно вычислить расстояние.
В этой формуле \(d\) — расстояние до объекта, \(v\) — скорость звука в среде, а \(t\) — время движения сигнала туда и обратно. Деление на 2 необходимо, потому что измеренный путь равен \(2d\). Поэтому точность сонара зависит от точности измерения времени и от того, насколько хорошо известна скорость звука.
Сонар получил отражённый сигнал через \(0{,}4\) с. Скорость звука в воде равна примерно \(1500\) м/с. Расстояние до объекта: \(d=1500\cdot0{,}4/2=300\) м.
Сонар обычно работает со звуком, а не со светом. Радар использует радиоволны, а лидар — свет. Кроме того, сонар измеряет путь сигнала туда и обратно, поэтому нельзя использовать формулу \(d=vt\) без деления на 2.
Сонар применяют для обнаружения подводных лодок, поиска косяков рыб, исследования морского дна и определения глубины. Активный сонар сам излучает сигнал, а пассивный только принимает звуки, создаваемые объектами. Распространение сигнала зависит от свойств среды, поэтому принцип работы сонара связан с распространением звука в среде.
Сонар послал импульс и получил эхо через 2 с. Скорость звука в воде — 1500 м/с. Каково расстояние до объекта?
Главное
- Сонар обнаруживает объекты по отражению звуковых волн.
- Расстояние находят по формуле \(d=vt/2\), поскольку сигнал проходит путь до объекта и обратно.
- Для расчёта нужны время возвращения сигнала и скорость звука в среде.