A-level 物理 (進階物理)/尋找遙遠物體的距離/聲納

1. 你的系統使用什麼型別的波？這種波的近似波長是多少？

在水中傳播的聲波，近似波長約為 100μm。

2. 它通常用於測量什麼距離？你期望距離大約是多少？

水下物體的距離，最遠可達 11 公里。

3. 測量這個距離對社會有什麼用處？

它使拖網漁船能夠找到魚群，這些魚群可用於餵養人們。

4. 畫出你係統的帶標籤圖。

5. 解釋系統的工作原理以及收集哪些資料。

一個已知速度的聲納脈衝被髮射到海床上。它被物體反射回來，並返回到船上的接收器。記錄往返所需的時間。

6. 解釋如何使用收集的資料來計算物體到接收器的距離。

$v={\frac {r}{t}}$

$r=tv\,$,

其中 r = 距離，t = 時間，v = 速度。在這種情況下，到達物體（例如魚）所需的時間 t 是到達物體並返回所需總時間 T 的一半，因此

$r={\frac {Tv}{2}}$

7. 你的系統有哪些侷限性？（例如，準確性、一致性）

不同形狀的物體和不同的頻率會導致各種奇怪的現象。準確性與所使用頻率範圍的寬度成反比。

8. 你預計這些侷限性會導致多少百分比的誤差？

9. 如何解決這些問題？

使用更窄的聲波頻帶。