超声波和次声波

人能够听到声音的频率范围从20Hz到20000Hz。低于20Hz的声音叫次声波，高于20000Hz的声音叫超声波。

超声波具有指向性好、反射能力强、能量集中等特点，可用于测距、测速等。测距是测速的基础，超声波测速仪向静止的汽车发射超声波信号（简称信号），同时开计时，信号传播过程中遇到汽车会被反射，测速仪接收到返回的信号停止计时，根据记录的时间及其与路程、速度的关系，可计算出汽车与测速仪之间的距离。

童话《大象招聘》中有这样的描述。大象办的农场饱受老鼠的困扰，大象想招聘一些猫来灭鼠。如图为猫和大象的发声和听觉的频率范围，请你从图中所给信息来回答下列问题。

（1）超声波测速是利用了超声波的指向性好、能量集中、等特点；

（2）宇航员在月球上（选填“能”或“不能”）利用超声波测定两山之间的距离；

（3）科考船对某海域的海底形状利用声呐系统进行了测绘。具体方法是：在经过该海域水平面等间距的A、B、C、D、E五个位置时，向海底定向发射超声波，测得回收信号的时间分别为0.30s、0.16s、0.30s、0.14s、0.30s。根据时间，求出海底与海平面的距离，就可以绘出海底的大致形状，则该海域海底的大致形状如图中的（选填字母）；

A．B．

C．D．

（4）大象与猫之间是否能完成招聘中语言沟通吗？（选填“能”或“不能”）；

（5）大象发声的频率主要是集中在（选填“超声波”或“次声波”）所在的频率范围内；

（6）如果有地震发生，能感知到地震发出的声是大象，还是猫？（选填“大象”或“猫”）。

超声波及声呐应用

人能够听到声音的频率范围有限。低于20Hz的声波叫次声波，高于20000Hz的声波叫超声波。

超声波具有许多奇异特性：空化效应——超声波能在水中产生气泡,气泡爆破时释放出高能量，产生强冲击力的微小水柱。它不断冲击物件的表面，使物体表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到净化物件表面的目的。传播特性——它的波长短，在均匀介质中能够定向直线传播，根据这一特性可以进行超声探伤、测厚、测距、医学诊断等。

声呐系统是超声波应用的一种，声呐发出声波碰到的目标如果是运动的，反射回来的声波(下称“回声”)的音调就会有所变化，它的变化规律是：如果回声的音调变高，说明目标正向声呐靠拢；如果回声的音调变低,说明目标远离声呐。

雪花落水也有声

一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响。不过，雪花落水真的发生声波，在一期《自然》杂志上，几个科学家联名发表文章，宣布了他们的上述结论。

首先要说明的是，雪花落水发出的声波频率在50000Hz到2×10⁵Hz之间，高于人们能听见的声波频率。但是，海里的鲸鱼就能听到雪花落水所产生的声响，并且这些声响令鲸鱼异常烦躁。然而，请不要想当然，这些声音不是雪花与水面撞击发出的，而是……

冷战时期，当时美国海军要监视苏联潜水艇的活动，他们发现，在下雨的时候，水下声呐工作效果不好，常有噪声干扰，甚至干脆无法监听。

著名的约翰霍甫金斯大学机械工程系的普罗斯佩勒提教授通过实验作出断定，这些声音不是雨滴撞击水面发出，而是含在雨滴中的气泡振动发出的。他还发现，大气泡振动产生低频声波，小气泡振动产生高频声波。

渔民常抱怨，在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群。一开始，科学家们不信，因为雪花中含有90%以上的水，空气不多。在一个风雪的夜晚，科学家们在一个汽车旅馆的游泳池找到了证据，雪花落水时也产生气泡，同样，这些气泡也振动，从而发出声波。其实，无论是人们打水漂时所听到的细微声响，还是瀑布的隆隆震响，都不是（或主要不是）来自石块及岩石与水的碰撞而是由于气泡