ну и мои 5 копеек..найденные в интернете...
Почему эхолот видит рыбу?
Звуковые волны отражаются от физических неоднородностей, т.е. от поверхностей резкой смены скорости движения звука в среде. Тело рыбы в основном состоит из воды, однако разница в скоростях движения звука в воде и в плавательном пузыре рыбы настолько велика, что практически весь импульс звука, попавший на рыбу, отражается в обратном направлении.
Плавательный пузырь нужен рыбе для удержания на конкретной глубине без необходимости непрерывной работы плавниками и хвостом. Плавательный пузырь – это то, что видно на экране эхолота. Форма рыбы и ее строение, разумеется, эхолот показать не может.
Подобно колоколу или столбу воздуха в трубе концертного органа, каждый плавательный пузырь рыбы имеет собственную частоту резонанса. Когда частота зондирующего импульса совпадет с собственной частотой плавательного пузыря, отраженный сигнал станет в несколько раз сильнее. Соответственно и объект в воде будет казаться значительно больше, чем он есть на самом деле. Корме того, частота резонанса плавательного пузыря зависит о давления воды, его размера и формы, а также от физиологического состояния рыбы. Все эти параметры меняются во время вертикального перемещения рыбы вместе со сменой давления воды.
Если рыба проплывет под днищем стоящего судна, то на экране эхолота появится рисунок в виде небольшой дуги (арки). Аналогичный результат будет в том случае, когда судно движется, а рыба - неподвижна. На самом деле, идеальную арку увидеть на экране почти невозможно, поскольку движется не только судно, но и рыба не стоит на месте, а движется, причем не обязательно проходит под днищем судна.
Итак, чем больше арка, тем больше рыба?
Нет, не всегда. Рыба того же самого размера, пересекающая центральную область конуса излучения вблизи поверхности воды, будет в этом конусе совсем непродолжительное время, а потому на экране появится в виде небольшой арки (дуги). Та же самая рыба около дна, проходящая через срединную часть конуса излучения, дольше будет видна в этом конусе, в результате чего будет изображена на экране эхолота большой аркой (дугой). В общем, это означает, что чем ближе рыба к судну, тем меньше она будет на экране, и тем больше будет, чем будет дальше от судна. Это совершенно обратное тому, как если бы мы наблюдали эту рыбу собственными глазами.
Но это самое общее описание. На самом деле, дуги на экране могут быть разного размера еще по тысяче иных причин: рыба всплывает или погружается, пересекает крайнюю область конуса излучения под острым углом к направлению на судно, судно движется быстрее или медленнее. Рыба вообще может находиться настолько близко ко дну, что попадет в «мертвую зону» и ее не будет видно.
Также можно увидеть, что косяк мелкой рыбешки, сбитый очень тесно, на экране будет изображен очень большой дугой (аркой), однако края такой арки будут значительно менее плотными, чем как если бы эта арка была отражением звука от одиночной, но большой, рыбы. Арки бывают очень разными, но любая из них образована реальной рыбой.
Есть одна общая ошибка пользования эхолотом, причем любым эхолотом, и ошибка эта – общая для всех пользователей: изображение на экране – это НЕ состояние водоема под днищем судна. Конус излучения под судном распространяется во все стороны от судна, однако на экране содержимое конуса излучения может быть показано только в одной плоскости. Подумайте об этом: это не сложно.
Основная проблема состоит в том, что все эхолоты отображают не истинной пространственное положение рыбы относительно судна, а проекцию изображения рыбы на вертикальную плоскость, проходящую через центральную ось конуса излучения. Это-то и создает иллюзию того, что все обнаруженные лучом подводные объекты располагаются под днищем судна.
На рисунке можно увидеть, что случится, если две рыбы будут обнаружены на одинаковом расстоянии от излучателя, хотя будут располагаться в различных секторах конуса излучения. Обе обнаруженные рыбы будут показаны в одном месте на экране, а потому будут видны как одна рыба.
Эти заметки составлены Ричардом Кристманом по прозвищу «Шкипер» и напечатаны в сборнике "Seeing Your Underwater World" («Увидеть подводный мир»).
Перевод Павла Дмитриева.
ardon:.
