水声物理概述

水声物理研究声波在水介质中的产生、传播、散射和吸收等现象。

为什么是声波？

在水中，电磁波（光、无线电）的衰减非常剧烈：

• 可见光在海水中只能传播几十米
• 无线电波在海水中的衰减比在空气中大 $10^4$ 倍

而声波在水中传播损失很小，可以在数千公里范围内有效传播，这使得声波成为水下通信和探测的唯一有效手段。

声速

海水中的声速约为 1500 m/s（是空气中声速的 4.3 倍），主要受以下因素影响：

1. 温度 — 温度升高，声速增大（约 +4 m/s/°C）
2. 盐度 — 盐度升高，声速增大（约 +1.4 m/s/psu）
3. 深度（压力） — 压力增大，声速增大（约 +0.017 m/s/m）

Note

声速随深度变化会导致声线弯曲（折射），这是声纳设计必须考虑的因素。