㈠ 海豚是怎麼利用超聲波在水中靈活遊行和捕食呢
"海豚聲吶的靈敏度很高,能發現幾米以外直徑0.2毫米的金屬絲和直徑1毫米的尼龍繩,能區別開只相差200微秒時間的兩個信號,能發現幾百米外的魚群,能遮住眼睛在插滿竹竿的水池子中靈活迅速地穿行而不會碰到竹竿;海豚聲吶的目標識別能力很強,不但能識別不同的魚類,區分開不同的物質材料,而且,海豚聲吶還具有感情表達能力。業已證明,海豚是一種有"語言"的動物,它們的"交談"正是通過其聲吶系統。在我國長江中下游的白鰭豚,它的聲吶系統分工明確,有為定位用的,有為通訊用的,有為報警用的,並有通過調頻來調制位相的特殊功能。人類運用仿生學原理發明了聲吶,潛艇在水下航行時,也靠的是聲納對水下目標進行探測、定位和通信。"
㈡ 蝙蝠一邊飛,一邊從嘴裡發出一種聲音.這種聲音叫做超聲波是什麼方法
回聲是當聲波碰到一個障礙物(如懸崖)時,它會彈回來,我們會再聽到這個聲音。這種反射回來的聲音稱為回聲。在戶外空曠的地方,回聲比較模糊,因為聲音的震動會向四處散開,能量會散失。而在一個密閉的空間里(如隧道),反射的聲音不會跑掉,所以回聲很大。
回聲定位
蝙蝠會發出尖銳的叫聲,再用靈敏的耳朵收集周圍傳來的回聲。回聲會告訴蝙蝠附近物體的位置和大小,以及物體是否在移動。這種技術稱為回聲定位法。它可以幫蝙蝠在黑暗中找到方向以及捕捉獵物(如飛行中的昆蟲)。
蝙蝠尖銳的回聲我們是聽不到的,但蝙蝠發出的其他聲音有些是我們能聽得到的。
研究回聲最好的地方是一片石牆(如懸崖)的附近。如果你面對懸崖大聲叫,你的聲音會傳到懸崖再反射回來。如果聲音是從懸崖的不同部分反射回來的,你就可以聽到好幾個迴音,就好像有好幾個人在回答你。
生物學研究
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。根據研究已知動物界小蝙蝠亞目的幾乎所有種類、大蝙蝠亞目的果蝠屬、鯨目的齒鯨類(即豚類)、鰭腳目的海豹和海獅、食蟲目的馬島蝟科、鼩鼱科的短尾鼩、南美的油鳥、東南亞的金絲燕及有些魚類都具有回聲定位的本領。它們的體內皆有完成回聲定位的天然聲吶系統。聲納主要由「聲波發射器」、「回聲接收機」和「距離指示器」構成。
蝙蝠回聲定位
如「雷達飛獸」蝙蝠能在完全黑暗中,以極快的速度精確地飛翔,從不會同前方的物體相撞。如將它的耳蒙上,並把嘴堵上,則失去避免與物體相撞的本領。經高頻脈沖檢測裝置測量後,證實蝙蝠在飛行時,喉內產生並能從通過口腔發出人耳聽不到的超聲波脈沖。
人類至多能聽到頻率為20千赫的聲音,而有的蝙蝠能發出和聽到100千赫的聲音。當遇到食物或障礙物時,脈沖波會反射回來,蝙蝠用兩耳接受物體的反射波,並據此確定該物體的位置,並可從兩耳分別接受到回波間的差別,來辨別物體的遠近、形狀及性質;物體的大小則由回波中的波長區別出來。大部分蝙蝠能用舌頭顫動發音,有些則發出尖的鳴叫聲,還有一些能由鼻孔透出聲音。它們都有助於蝙蝠確定回波的方向,來決定自己要前進,還是轉彎。
蝙蝠在空中能利用超聲波來「導航」,就能迅速准確捕捉飛蟲。此外,某些海洋哺乳類能在水下發出頻帶很寬的聲波,甚至高達30萬赫。如齒鯨、海豚,能藉助於附近陸地對聲音的反射,用回聲定位來測定方向,得知物體或海岸的位置。某些海豹、海獅也能發出水下超聲波。
利用波在傳播過程中有反射現象的原理探測物體方位和距離的方式叫「回聲定位」。動物的「回聲定位」是指動物通過發射聲波,利用從物體反射回來的回波進行空間定向的方式,它有捕捉獵物和迴避物體兩種作用。
海豚和蝙蝠回聲定位及進化研究
海豚和蝙蝠並沒有多少相似之處,然而它們卻有同一個超能力:都可以通過發出尖銳聲音和監聽回聲來捕捉獵物。一項研究顯示,該能力是它們各自通過相同的基因突變而形成的。這表明,即使差異很大的動物,也會通過相同的進化步驟,形成新特徵。2010年,英國倫敦大學瑪麗皇後學院的進化生物學家Stephen Rossiter和同事判定,蝙蝠和海豚中被稱為壓力素的特殊蛋白質有著相同的突變,會影響聽力的敏感度。Rossiter的團隊已經將研究擴展到整個基因組。他們對蝙蝠家族多個種類中的4種蝙蝠的基因組進行測序,其中兩種蝙蝠使用回聲定位,另兩種不使用。
瑪麗皇後學院的進化生物學家Joe Parker將蝙蝠的基因組測序結果與包括寬吻海豚在內的許多其他哺乳動物進行比較。他主要關注了所有蝙蝠、海豚和至少其他5種哺乳動物的2300種單拷貝基因。他評估了在蝙蝠和海豚中,每個基因和其對應基因有多相似。該分析表明,200種基因以同樣的方式進行了獨立改變。
人回聲定位術
盲人的聽力通常更加敏銳,有證據顯示,經過培訓,他們能利用聽力解讀回聲、進而在腦中形成一系列詳細形象,包括物體距離、甚至大小和密度等。
其原理是當盲人的舌頭發出響亮的聲音,聲波撞到前方物體上後,回聲會反饋到盲人的耳朵中,從而使他們能夠分辨前方物體的大小、形狀和距離,對於回聲信息的處理可以讓盲人「看見」前方的物體。大腦對這一回聲信息的處理方式和正常人通過眼睛視物的處理方式有點類似,只不過學會回聲定位法的盲人是通過回聲在大腦中形成物體,而普通人是通過射入視網膜的光線在腦海中形成物體。
應用
回聲可以用來測魚群、潛水艇和沉到海底的船。有些船上裝有回聲測深器,這種儀器會把聲波送到海里。而回聲傳回船上所花的時間,可以用來算出船下任何物體的形狀和位置。它也可以用來畫出海床的深度和輪廓。這種技術稱為聲納,意思是聲音的航行和測距。聲納是很靈敏的,它可以分辨一條大魚和一群小魚。
未來應用
研究表明手機可成為一種回聲定位裝置
2013年6月,瑞士洛桑聯邦理工學院信號處理專家發現回聲定位能使普通手機「看到」房
㈢ 自然界有哪些事物產生超聲波
螽斯、蝙蝠、海豚和鯨魚等動物,都是用超聲波進行通信聯系的。
很多人都知道,蝙蝠和海豚都能發出超聲波,但人們最早發現的使用超聲波的動物是螽斯。螽斯中國北方稱其為蟈蟈,是鳴蟲中體型較大的一種,雄蟲通過發出自己獨特的鳴聲(聲音通訊),藉以尋找配偶,吸引同種雌蟲前來交配,進行生殖活動。
蝙蝠飛行時,喉內能發出人耳聽不到的聲波,頻率在20000Hz以上。由於超聲波的方向性很強,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,每隻蝙蝠,都有其固有頻率,蝙蝠可分清自己的聲音,不至發生擾亂。
自然界中除了蝙蝠,海豚也會發出超聲波。海豚在吃魚的時候,能不斷發出180kHz的超聲波,對附近的海豚群會產生刺激作用,8km以外的海豚會迅速游到狩獵地。海豚還可用這種信號互相聯系,因為在海里可視距離總是有限的,一旦分開來,就靠這種信號進行聯絡。
海豚和蝙蝠對超聲波的反映是很靈敏的,他們能聽到高達數十萬分貝的超聲波,他們雖然一個在水裡,一個在陸地,但都是通過發出超聲波後收聽回波來判斷附近物體的。此外,鯨也是利用超聲波「看」東西的動物之一。
蝙蝠與海豚的超聲波
自然界中有些動物能發出並利用超聲探測周圍的目標或障礙物,比如蝙蝠在飛行時會發出一種超聲波信號,人類無法聽到它。這些超聲波信號若在傳送路線上碰到其他物體,就會立刻反射回來,蝙蝠的耳朵在接收到返回的聲波後進行了一系列的分析判斷。
並最終繞開障礙物、捕獵或進行其它行為。因此蝙蝠可以在夜間飛行,因為它不是靠眼睛看的,而是靠發音器官和耳朵飛行的。除了蝙蝠外,海豚也能發出超聲。海豚能發出兩種聲音:一種是我們能聽見的吱吱聲,以實現與同類聯系;另一種是一連串快速的彈撥聲,用來發現和識別目標的。
海豚發出的聲音頻率非常寬,大約在20萬~30萬赫之間。是用來搜索捕獵物和發現障礙物的聲音,主要是高頻聲,特別是超聲。這種現象叫做回聲定位。人類根據蝙蝠飛行識物的原理,製造出了雷達,但蝙蝠身上的精確度比雷達要高得多。
據有記錄以來,人類第一次利用聲波進行空間定位出現在1794年,LazaroSpallanzani(Opus colidifisica)分析了蝙蝠進行空間定位的基本機制,認為蝙蝠採用了的其他的機制來定位而不是採用視覺空間定位。在1880年,Galto創建和生產的設備能夠產生40.000赫茲的頻率的聲波。
㈣ 哪些動物有超聲波功能
蝙蝠、海豚可發出超聲波;大象等能發出次聲波,大象之間的交流語言屬於次聲波。超聲波:頻率高於20000Hz的聲音叫做超聲波。蝙蝠、海豚等可發出。次聲波:頻率低於20Hz的聲音叫做次聲波。地震、海嘯、台風、火山噴發等可發出。
蝙蝠、海豚等可發出超聲波;大象等能發出次聲波,大象之間的交流語言是屬於次聲波。
補充知識:1、超聲波:頻率高於20000 Hz的聲音叫做超聲波(Supersonic Wave)。(蝙蝠、海豚等可發出)
2、次聲波:頻率低於20 Hz的聲音叫做次聲波(Infrasonic Wave)。(地震、海嘯、台風、火山噴發等可發出)
3、次聲波的應用:
①許多自然災害如地震、火山爆發、龍卷風等在發生前都會發出次聲波,科學家們用次聲波來預測台風、研究大氣結構等。
②在軍事上可以利用次聲來偵察大氣中的核爆炸、跟蹤導彈等等。
③大象用人類聽不到的「聲音」進行交流。