超声波指纹识别技术
传统指纹识别TouchID已成为智能手机的标配。随着黑科技超声波指纹识别技术SenseID的出现,屏下指纹的全面屏手机变得越来越普及。
与传统指纹识别不同,超声波指纹识别技术是通过发射超声波扫描紧贴屏幕的指纹,并根据接收到的反射超声波分析得出指纹的信息,进行比对解锁。
超声波是频率超过人类听觉上限的声波,具有较强的穿透能力,能够穿透玻璃、铝、不锈钢、蓝宝石或塑料等。此外,超声波扫描能够不受手指上可能存在的污物影响,例如汗水、护手霜或凝露等,从而提供一种更稳定、更精确的认证方法。
(1)超声波
(2)SenseID是利用了超声波传递
(3)SenseID系统利用了仿生学原理,它模仿了下列哪个选项的生物
A.蝙蝠 B.蜘蛛 C.青蛙 D.猫
(4)某手机利用SenseID,从发出超声波到接收到指纹反射的超声波,用时,可知SenseID系统到手机屏幕表面的距离为
(5)SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示,由图可知这些位置指纹的大致形状,图2选项最符合的是
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智能手机
智能手机具有独立的操作系统,独立的运行空间,可以由用户自行安装软件、游戏、导航等程序,并可以通过移动通讯网络来实现无线接入。
很多同学喜欢用手机上网,用耳机听音乐,若使用不当会对我们的身体造成伤害。眼睛长时间近距离靠近手机屏幕,使眼睛内的睫状肌、晶状体长期处于绷紧状态,容易患近视眼;长期使用耳机听音乐容易对耳朵造成伤害。
小明在智能手机上安装了一些应用软件后,打开手机中的北斗导航系统,可以通过卫星精确定位手机所在的位置,可以根据位置的移动进行测速、测距、导航等手机前后有两个摄像头,后置摄像头是透镜组合,相当于焦距为 2.1cm 的凸透镜,前置摄像头利用应用软件,可以实现自拍和照镜子的功能。
新款华为 Mate60 手机带有卫星通讯功能,该款手机能够直接与相距 36000km 同步通信卫星进行信息交换通信,具有覆盖范围广,通信稳定的优点,即使在偏远山区、沙漠也能保持稳定的通信。
跑步记录 用时 1h6min0s 平均配速 06′40″ 热量 611kcal |
(1)下列关于手机的说法中,正确的是
A.增大音量是增大声音的音调
B.卫星是通过超声波对手机进行定位的
C.利用手机软件照镜子,看到自己的完整脸蛋是缩小的像
(2)如图是生活中常用的二维码,用手机扫描二维码时,是利用
(3)长时间近距离看手机容易造成眼睛晶状体变
(4)如表所示,小明打开手机中的跑步软件记录了一次跑步数据,图中“06′40″” 表示时间为 6min40s。“平均配速”是物体每运动 1km 需要的时间,则小明此次跑步的平均速度为
乘坐火车时的“哐当”声,是很多人难以忘却的经历和回忆。“哐当”声就是在火车运行时车轮与钢轨缝隙碰撞发出的声音,这种碰撞会导致火车运行不平稳。如果没有这个缝隙,钢轨受热伸长就会相互挤压、扭曲、上拱,使整条铁路变形。
今天,坐在如图所示的高铁列车上,“哐当”声响很难再听到,杯中的水都不会因为颠簸而溢出,也不用担心因为站不稳在车厢里摇摇晃晃。产生这个效果的原因是现在的钢轨之间都没有缝隙,其中的关键技术是采用了高强度的弹性扣件扣压住钢轨的轨底,有效地“抵消”了热胀冷缩对钢轨的影响。这种方法适用于一年四季温差不大的地区,例如我国的南方地区。而中国的北方冬季与夏季的温差较大,需要把扣件全部打开,定期对钢轨的应力进行释放。列车运行时车轮会对钢轨产生冲击,列车运行速度过高的时候,会有脱轨的危险,当列车的速度超过140km/h之后,就必须要使用无缝钢轨了。
(1)使用无缝钢轨好处很多,比如列车运行
(2)使用无缝钢轨首先要减小
(3)一列长360cm的高铁列车以108km/h的速度匀速运行1min,便可以完全通过一条平直的隧道,则隧道的长度为
2020年11月24日,我国在文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功发射嫦娥五号探测器,顺利将探测器送入预定轨道。长征五号遥五运载火箭所用燃料为液态的氢和氧。科技人员在运载火箭上安装了“箭载摄像机”记录火箭飞行情况。图甲是摄像机拍到的火箭上升时的一幅照片。探测器落月前先进入环月轨道,图乙是探测器绕月飞行的图片,探测器利用自身携带的激光测距仪向月球发出激光信号,自动测量离月球的距离和选择落月地点,月球表面是真空。月球上的引力大约是地球上的六分之一,探测器登陆月球后,挖取约的土壤样品封装并带回地球。
(1)科技人员一般采用
(2)“箭载摄像机”拍摄照片时镜头的焦距为f,为保证成像清晰,镜头到感光元件的距离v满足的条件是
(3)图乙中皎洁的月亮
(4)月球土壤样本抵达地球后质量将
不知道你的手机用多久了?如果用的时间够久的话,指纹识别模块(Home键或手机背盖处的指纹识别模块)是不是已经磨损了?或者你的手指上有汗或手指脱皮,是不是指纹识别就失效了?利用超声波指纹识别,就不会出现上面说的那些情况。具体来讲,超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术,其工作原理与声呐探测海底深度类似。超声波能穿透材料,而且材料的不同,超声波被反射、吸收的情况会有变化,产生的回波自然也就不同,皮肤与空气对超声波的阻抗不同,就可以区分指纹波峰和波谷的位置,也就做出指纹的三维图像。超声波指纹识别的优点很明显:首先,手指无需接触指纹模块,也就不会出现指纹模块被磨损的情况,这也意味着超声波指纹识别模块可以隐在手机内部,手机外观也就会得到提升;其次,超声波的识别深度是可以穿过手指表皮的,手指脱皮也不用怕识别不了,如果手指有水或汗液,照样能识别;最后,在安全性上,因为超声波识别的是三维图像,像以前那样只需一张指纹平面图是无法蒙混过关的。
(1)超声波指纹识别是通过超声波获取指纹信息,以下各项应用中与此类似的是
A.超声波焊接器
B.超声波清洗器
C.医生用B超诊断病情
D.医生用超声波击碎结石
(2)已知超声波在海水中的传播速度约为1500m/s,向海底垂直发射超声波,若6s后收到回声信号,则海底深度为
(3)放大手指局部,表面是凸凹不平的。图甲是超声波指纹识别系统,手机发出超声波遇到手指上 A、B、C、D、E五个位置,测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms,根据时间,求出手指与手机平面的距离,就可以绘出指纹的大致形状,则该处指纹的大致形状是图乙中的
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多为10kHz~30kHz,由于这种声波的频率较高,可以形成较强的指向性。声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。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。
(1)人耳能够听到声呐发出的声波的频率范围是
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经潜艇B反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1是
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为
潜艇的“耳目”——声呐
潜艇(如图所示)最大的特点是它的隐蔽性,作战时需要长时间在水下潜航,这就决定它不能浮出水面使用雷达观察,而只能依靠声呐进行探测,所以声呐在潜艇上的重要性更为突出,被称为潜艇的“耳目”。
声呐是利用水中声波对水下目标进行探测、定位和通信的电子设备,是水声学中应用广泛的一种重要装置。
声呐能够向水中发射声波,声波的频率大多在10~30kHz之间,由于这种声波的频率较高,可以形成较强的指向性。声波在水中传播时,如果遇到潜艇、水雷、鱼群等目标,就会被反射回来,反射回来的声波被声呐接收,根据声信号往返时间可以确定目标的距离。
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。
(1)对于这种声呐发出的声波,下列说法错误的是
A.定向性好
B.易获得较集中的声能
C.属于次声波
D.在海水中的速度比空气中的快地多
(2)①如果停在海水中的潜艇A发出的声波信号在10s内接收到经潜艇B反射回来的信号,且信号频率不变,潜艇B与潜艇A的距离s1是
②停在海水中的潜艇A继续监控潜艇B,突然接到潜艇B反射回来的声波频率是变低的,且测出潜艇B的速度是20m/s,方向始终在潜艇A、B的连线上,经一分钟后潜艇B与潜艇A的距离s2为
(3)在月球上
(4)假如你是一位城市建设的规划者,你将采取怎样的措施减弱噪声给人们带来的危害?(举出两例即可)
超声波及其应用
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,产生强冲击力的微波水柱,它不断冲击物体的表面,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波探伤、测厚、测距、医学诊断等。
(1)超声波的频率范围是
(2)超声波能够清洗物件是因为声波具有
(3)
(4)在声学上,人们通常用
超声波指纹识别属于第三代指纹识别技术,其工作原理与声呐探测海底深度类似。超声波能穿透材料,而且材料不同,超声波被反射、吸收的情况会有变化,产生的反射声波也不同,皮肤与空气对超声波的阻碍不同,就可以区分指纹波峰和波谷的位置,可做出指纹的三维图像。超声波指纹识别的优点很明显:首先,手指无需接触指纹模块,不会出现指纹模块被磨损的情况,意味着超声波指纹识别模块可以隐在手机内部,手机外观得到提升。其次,超声波的识别深度可以穿过手指表皮,手指脱皮也不怕识别不了,如果手指有水或汗液,照样能识别。最后,安全性上,因为超声波识别的是三维图像,像以前那样只需一张指纹平面图是无法蒙混过关的。
(1)超声是指频率
(2)放大手指局部,表面是凸凹不平的。下面是超声波指纹识别系统,手机发出超声波遇到手指上A、B、C、D、E五个位置,测得回收信号的时间分别为0.30ms、0.36ms、0.30ms、0.36ms、0.26ms,根据时间,求出手指与手机平面的距离,就可以绘出指纹的大致形状。则该处指纹的大致形状是如图中的
动物 | 听觉范围 |
海豚 | 150Hz~150000Hz |
狗 | 15Hz~50000Hz |
大象 | 1Hz~20000Hz |
(2)SenseID通过超声波获取指纹信息,以下各项应用中与此类似的是
A.超声波焊接器 B.超声波清洗器
C.渔船用声呐探测鱼群情况 D.医生用超声波击碎结石
(3)SenseID系统置于手机内部,能透过屏幕进行指纹识别,是因为超声波具有
(4)SenseID系统利用了仿生学原理,它模仿的是
A.大象 B.蜘蛛 C.蝙蝠 D.人
(5)某手机利用SenseID,从发出超声波至接收到指纹反射的超声波,用时间为8×10-6s,已知超声波在手机材料中传播速度为900m/s,则SenseID系统到指纹的距离为
(6)SenseID系统向手指上若干个位置发射超声波,检测到被手指反射的信号时所需的时间随位置的变化情况如图1所示,由图可知这些位置指纹的大致形状,图2选项最符合的是