Большую известность создали Ланжевену его работы по ультразвуку, начатые в 1916 году. Эта область его деятельности непосредственно связана с Комитетом по применению науки в целях национальной обороны, в котором он работал во время первой мировой войны. Поводом послужила необходимость найти способ для обнаружения подводных лодок или подводных препятствий. Мысль о применении ультразвуковых колебаний для этой цели принадлежит русскому политэмигранту К. В. Шиловскому, который, желая помочь своей родине, сообщил об этой идее морскому министру союзной Франции. Ланжевен изъявил согласие работать над темой и блестяще проявил себя не только как физик, но и как инженер-конструктор. Он использовал для получения ультразвуковых волн пьезоэлектрическое явление, которое до этого времени никакого практического применения не имело.

Сущность эффекта заключается в том, что если подвергать кварцевую пластинку механическим воздействиям, то она электризуется. Этот эффект обратим: если менять с определенной частотой электрическое поле, то пластинка начинает совершать механические колебания. Ланжевен создал ультразвуковой генератор, который давал узкий направленный пучок волн. Последние, отразившись от подводной лодки или другого препятствия, фиксировались приемником. В связи с дороговизной кварца, Ланжевен сконструировал излучатель в виде мозаики из многих склеенных кварцевых пластин. Такая конструкция – «сэндвич Ланжевена» – оказалась очень удачной, и, так как она имела большую мощность излучения, изобретение запатентовали. Однако морское ведомство Франции не сумело снабдить суда ультразвуковыми приборами, и к началу второй мировой войны впереди в этом отношении оказались Англия и Германия.

Идеи Ланжевена легли в основу конструкции гидролокаторов, которыми сейчас снабжаются военные корабли. Основываясь на работах русского физика П. Н. Лебедева, открывшего световое давление, Ланжевен предложил определять интенсивность звука по звуковому давлению, при этом он пользовался законом о связи давления излучения с его плотностью, который назвал законом Максвелла – Лебедева. Впоследствии у Ланжевена долго не ослабевал интерес к ультраакустике, и он продолжал совершенствовать свои приборы.

Ценные результаты были получены Ланжевеном и в области баллистики. Они дают возможность при расчете полета снаряда учесть поправки, вызванные изменением давления, температуры и других факторов. В курсах баллистики имеется специальная «формула Ланжевена».

Поль Ланжевен (1872–1946)