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蝙蝠超聲波為什麼不會彼此干擾

發布時間:2022-04-22 00:14:11

『壹』 一大群蝙蝠在一起時是如何避免回聲互相干擾的

1、蝙蝠發出的聲波是脈沖形式的,單個脈沖的時常在0.2-100ms不等。時間上來說,脈沖形式的超聲波並不容易發生重疊,蝙蝠只需要在發出自己的脈沖後「一定時間內」接收到的脈沖,就可視為是自己發出的。同樣的方法在工程實踐當中被稱為「距離選通」,廣泛應用於激光測距與雷達等領域。

2、蝙蝠發出的聲波的頻率很高,約在50kHz量級。高頻聲波本身在空氣中的傳播距離就受到限制,而且高頻聲波的衍射效應更低,因此在空間中更容易「集中」傳播,這會進一步減少蝙蝠在集群飛行時的相互干擾。同樣的思路也被應用在保密通信之上,具體來說主要是紫外光自由空間通信。

3、蝙蝠發出的聲波具有強烈的頻譜特徵。通常蝙蝠發出的聲波都具有1-5條諧波,而且不同蝙蝠個體發出聲波的頻率與頻譜特性都會有細微差別。通過對這些細微差別的分辨,蝙蝠也可以在最復雜的環境中區分出自己發出的聲波並據此感知環境與獵物。人類分析蝙蝠聲波的方式,除了頻域的傅里葉分析以外,更多也會用到兼顧時頻兩方面的小波分析。看見有的回答把蝙蝠用來定位的波比作手電筒的光來推出這個結論,看似有點道理。然而這個比喻是有致命缺陷的,可以說完全錯誤…就以距離定位來說吧,人眼-光這個情況,距離定位是靠的兩眼視差以及晶狀體的「對焦」。

『貳』 蝙蝠的聲波為什麼不會互相干擾。

幾列聲波相遇時,相遇處質點的振動是各列波引起振動的合成,在任意時刻該質點的位移是各列波引起位移的矢量和。如果兩列頻率相同、振動方向相同、相位相同或相位差恆定的波相遇時,就會發生波的干涉現象:介質中某些地方的振動相互加強,而另一些地方的振動相互減弱或完全抵消。但是幾列波相遇後仍保持自己原有的頻率、波長、振動方向等特性並按原來的傳播方向繼續前進,好像在各自的途中沒有遇到其他波一樣,這又稱為波的獨立性原理。所以蝙蝠的聲波不會互相干擾,這跟人們可以分辨出各種樂器和每個人的聲音的道理一樣。

『叄』 蝙蝠和超聲波有什麼關系

蝙蝠是利用「超聲波」在夜間導航的。它的喉頭發出一種超過人的耳朵所能聽到的高頻聲波,這種聲波沿著直線傳播,一碰到物體就迅速返回來,它們用它們的大耳朵接收了這種返回來的超聲波,使它門能作出准確的判斷,引導它們能在黑暗中自由飛行。

因此,科學家們通過蝙蝠在夜裡的「超聲波」導航的原理,發明出了雷達。雷達也被稱為"無線電定位"。雷達是利用電磁波探測目標的電子設備。雷達發射電磁波對目標進行照射並接收其回波,由此獲得目標至電磁波發射點的距離、距離變化率(徑向速度)、方位、高度等信息。

(3)蝙蝠超聲波為什麼不會彼此干擾擴展閱讀

蝙蝠與其能夠飛行並進行夜間生活相適應,它們在生理機能上也發生了一系列重要變化。通常蝙蝠的視覺較差,而聽覺則異常發達,在夜間或十分昏暗的環境中它們能夠自由地飛翔和准確無誤地捕捉食物,最基本的手段是能夠利用回聲定位。

實驗證明,多數蝙蝠是利用從喉頭發出的超聲脈沖來定位的。但也不盡相同,某些大型的食果蝠如棕果蝠,其回聲定位的能力比較特殊,它們是利用咂舌的發聲作為聲音定位依據的。

回聲定位機能對於蝙蝠的生活來說是十分重要的,使其能夠在夜間或較為昏暗的環境中占據鳥類食蟲無法利用的生態位,而這些地方在白天卻是各種鳥類的生活領城。

『肆』 蝙蝠超聲波會不會相互干擾

會飛的「活雷達」

蝙蝠善於在空中飛行,能作圓形轉彎、急剎車和快速變換飛行速度等多種「特技飛行」。白犬,隱藏在岩穴、
樹洞或屋檐的空隙里;黃昏和夜間,飛翔空中,捕食蚊、蠅、蛾等昆蟲。蝙蝠捕食大量的害蟲,對人有益,理應得
到保護。

到了夏季,雌蝙蝠生出一隻發育相當完全的幼體。初生的幼體長滿了絨毛,用爪牢固地掛在母體的胸部吸乳,
在母體飛行的時候也不會掉下來。

蝙蝠有用於飛翔的兩翼,翼的結構和鳥翼不相同,是由聯系在前肢、後肢和尾之間的皮膜構成的。前肢的第二、
三、四、五指特別長,適於支持皮膜;第一指很小,長在皮膜外,指端有鉤爪。後肢短小,足伸出皮膜外,有五趾,
趾端有鉤爪。休息時,常用足爪把身體倒掛在洞穴里或屋檐下。在樹上或地上爬行時,依靠第一指和足抓住粗糙物
體前進。蝙蝠的骨很輕,胸骨上也有與鳥的龍骨突相似的突起,上面長著牽動兩翼活動的肌肉。

蝙蝠的口很寬闊,口內有細小而尖銳的牙齒,適於捕食飛蟲。它的視力很弱,但是聽覺和觸覺卻很靈敏。一些
實驗證明,蝙蝠主要靠聽覺來發現昆蟲。蝙蝠在飛行的時候,喉內能夠產生超聲波,超聲波通過口腔發射出來。當
超聲波遇到昆蟲或障礙物而反射回來時,蝙蝠能夠用耳朵接受,並能判斷探測目標是昆蟲還是障礙物,以及距離它
有多遠。人們通常把蝙蝠的這種探測目標的方式,叫做「回聲定位」。蝙蝠在尋食、定向和飛行時發出的信號是由
類似語言音素的超聲波音素組成。蝙蝠必須在收到回聲並分析出這種回聲的振幅、頻率、信號間隔等的聲音特徵後,
才能決定下一步採取什麼行動。

靠回聲測距和定位的蝙蝠只發出一個簡單的聲音信號,這種信號通常是由一個或二個音素按一定規律反復地出
現而組成。當蝙蝠在飛行時,發出的信號被物體彈回,形成了根據物體性質不同而有不同聲音特徵的回聲。然後蝙
蝠在分析回聲的頻率、音調和聲音間隔等聲音特徵後,決定物體的性質和位置。

蝙蝠大腦的不同部分能截獲回聲信號的不同成分。蝙蝠大腦中某些神經元對回聲頻率敏感,而另一些則對二個
連續聲音之間的時間間隔敏感。大腦各部分的共同協作使蝙蝠作出對反射物體性狀的判斷。蝙蝠用回聲定位來捕捉
昆蟲的靈活性和准確性,是非常驚人的。有人統計,蝙蝠在幾秒鍾內就能捕捉到一隻昆蟲,一分鍾可以捕捉十幾只
昆蟲。同時,蝙蝠還有驚人的抗干擾能力,能從雜亂無章的充滿雜訊的回聲中檢測出某一特殊的聲音,然後很快地
分析和辨別這種聲音,以區別反射音波的物體是昆蟲還是石塊,或者更精確地決定是可食昆蟲,還是不可食昆蟲。

當2萬只蝙蝠生活在同一個洞穴里時,也不會因為空間的超聲波太多而互相干擾。蝙蝠回聲定位的精確性和抗
干擾能力,對於人們研究提高雷達的靈敏度和抗干擾能力,有重要的參考價值

『伍』 兩只蝙蝠的超聲波碰到一起會發生什麼事呢

它們會彼此避開。

這是因為每一隻蝙蝠都會改變自己回聲定位信號中的一個特徵——結束頻率,以此降低彼此之間信號的相似度。它們還會把信號脈沖變得更長、更響亮,就像一個人在嘈雜的酒會上可能需要提高音量才能讓別人聽見自己在說什麼。

某些動物能通過口腔或鼻腔把從喉部產生的超聲波發射出去,利用折回的聲音來定向,這種空間定向的方法,稱為回聲定位。蝙蝠就能利用回聲定位進行捕獵,在黑暗中「導航」,而且它們必須能夠從一同飛行的其它蝙蝠的信號中辨認出自己的信號。

這種聽覺干擾被稱為「雞尾酒會問題」——意思是識別技術能以較高精度識別一個人所講的話,但是當環境嘈雜,說話的人數為兩人或者多人時,識別率就會極大地降低。

(5)蝙蝠超聲波為什麼不會彼此干擾擴展閱讀:

研究蝙蝠定位能力對人類的幫助。

蝙蝠是已知唯一一類可以真正飛行的哺乳動物,它們中的多數具有敏銳的聽覺定向(回聲定位)系統,可以通過喉嚨發出超聲波然後再依據超聲波回應來辨別障礙物。但是回聲定位的有效距離也不過百米。

科學家證實了偏振光導航的存在,蝙蝠成為了一個由復雜大腦、回聲定位和偏振光導航組成的復合信息系統,這可能會帶來像雷達一樣劃時代的仿生產品,在地理信息集成處理方面也能給我們啟示。

『陸』 蝙蝠的超聲波會被干擾嗎

一般來說不會怎麼樣,每隻蝙蝠發出的聲波的頻譜是有區別的,互相不會干擾。就像每個人說話聲音都不太一樣。有時候兩只蝙蝠的超聲波太像了,蝙蝠就會一直發出超聲波。

『柒』 蝙蝠的超聲波為什麼遇到障礙物就會反射回來

因為超聲波,是一種波長比較短的機械波。人耳能聽到的聲波波長比超聲波長,當障礙物較小時,不易形成反射。因為聲波的波長較長,只有當障礙物比較大時,例如遇到一面牆壁、一面山坡,才能形成比較明顯的聲波反射。而超聲波不同,超聲波的波長比較短,相對較小的障礙物即可形成反射。因此,蝙蝠發出的超聲波當遇到障礙物就會反射回來。在通常情況下,超聲波在遇到不同的媒質界面時,比較容易形成反射和透射。這正是超聲波用於診斷疾病一個主要依據。


『捌』 如果蝙蝠的超聲波碰到了另一隻蝙蝠的超聲波,會怎麼樣

一般來說不會怎麼樣,每隻蝙蝠發出的聲波的頻譜是有區別的,互相不會干擾。就像每個人說話聲音都不太一樣。

『玖』 蝙蝠的超聲波不會被干擾么 [自然科學]

蝙蝠的喉嚨可以發出很強的超聲波,通過嘴巴和鼻孔向外發射。遇到物體時超聲波就被反射回來,被蝙蝠的耳朵所接收。蝙蝠根據回聲來判斷物體的種類、大小和距離,區別是敵人,是食物,還是障礙物,然後從容不迫地決定自己的行動:是躲避還是追捕。

蝙蝠這種根據回聲來探測物體的方法叫回聲定位法。蝙蝠的耳朵很大,內耳特別發達,能夠接收頻率很高的超聲波和低密度的回聲。令人吃驚的是,蝙蝠竟然能在一秒鍾內捕捉和分辨250組的回聲,而且解析度很高,就是極其微弱的回聲信號,它也可以據以區別各種物體。

蝙蝠還具有很強的抗干擾的能力。一個岩洞里,千百隻蝙蝠同住在一起,都是使用超聲波回聲定位,卻不互相干擾.

『拾』 如果兩只蝙蝠發出的超聲波碰到了對方會怎麼樣

如果兩只蝙蝠發出的超聲波碰到了對方,聲波會反射回來,蝙蝠接受到信號就會避開,因此兩只蝙蝠一般是不會相撞的。

可能其中一隻蝙蝠會誤認為另一隻蝙蝠是他的獵物,因為兩只蝙蝠的超聲波碰到一起會出現干擾。所以其中一隻會被吃掉,另一個可能還來不及接收超聲波就被另一個吃掉了。


這是因為每一隻蝙蝠都會改變自己回聲定位信號中的一個特徵——結束頻率,以此降低彼此之間信號的相似度。它們還會把信號脈沖變得更長、更響亮,就像一個人在嘈雜的酒會上可能需要提高音量才能讓別人聽見自己在說什麼。


某些動物能通過口腔或鼻腔把從喉部產生的超聲波發射出去,利用折回的聲音來定向,這種空間定向的方法,稱為回聲定位。蝙蝠就能利用回聲定位進行捕獵,在黑暗中「導航」,而且它們必須能夠從一同飛行的其它蝙蝠的信號中辨認出自己的信號。



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