超声波指纹识别技术

自从iPhone5s带着指纹识别Touch ID火了以后，这门技术已经成为iOS和Android旗舰手机上的标配了．虽然虹膜识别等生物识别技术也偶尔向Touch ID发起挑战，但仍无法撼动其地位．不过，这种情况可能要改变了，因为手机芯片厂商高通来了一发黑科技﹣﹣超声波指纹识别技术（亦称超声波Sense ID）．

原有的指纹识别的原理是电容式信号感测，核心是电信号．手指（人体）的微电场与电容传感器之间形成微电流，指纹嵴与峪（波峰与波谷）间会有高低电容差，这也是描绘指纹图象的基础．

超声波指纹识别如其名，是利用的是超声波去做检测．利用超声波具有穿透材料的能力，且随材料的不同产生大小不同的回波（超声波到达不同材质表面时，被吸收、穿透与反射的程度不同）．因此，利用皮肤与空气对于声波阻抗的差异，就可以区分指纹嵴与峪所在的位置．超声波技术所使用的超声波的能量被控制在对人体无损的程度．

超声波指纹识别的优势在于可以识别指纹的3D纹路，采集更精细的指纹数据，而电容式的识别是2D图象．另外一点优势是可以置于塑料、玻璃等多种材料之下，不对机身外观造成影响，不受汗水、油污的影响．

请根据上述材料和你学过的物理知识，回答下列问题：

雪花落水也有声

生活中的很多现象都是有科学道理的，但是却缺少发现它们的眼睛。一般的常识告诉我们，雪花落水静悄悄，毫无声响。但是科学家们发现，雪花落水真能的发出声波。

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。

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。他利用每秒可拍摄1000张照片的高速水下摄影机拍摄发现，下雨时水中确实产生气泡，这些气泡还在不断地收缩、膨胀、振动。经过理论分析和数学计算，教授发现，下雨时产生噪声的频率和衰减情况确实与气泡的振动情况一致，而且大气泡振动产生低频声波，小气泡振动产生高频声波。

渔民也常抱怨，在下雪时他们的声呐也常常侦听不到鱼群。经过实验验证，普罗斯佩勒提教授发现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。

大自然是何等奇妙，而从事科研的人们在发现真理的时候又是多么幸福。