⑴ 關於超聲波的描述
超聲波的描述如下:
1.它一邊飛,一邊從嘴裡發出一種聲音。這種聲音叫超聲波,人們的耳朵是聽不見的,蝙蝠的耳朵卻能聽見。超聲波像波浪一樣向前推進,遇到障礙物就放射回來,傳到蝙蝠的耳朵里,蝙蝠就立刻改變飛行方向。
2.超聲波是一種人類聽不到的聲音。
3.蝙蝠在夜裡,一邊飛一邊發出細細的聲音,叫超聲波。超聲波碰到了障礙物,要返回來,蝙蝠聽見了,就改變方向。
什麼是超聲波:
超聲波是一種波長極短的機械波,在空氣中波長一般短於2cm(厘米)。它必須依靠介質進行傳播,無法存在於真空(如太空)中。它在水中傳播距離比空氣中遠,但因其波長短,在空氣中則極易損耗,容易散射,不如可聽聲和次聲波傳得遠,不過波長短更易於獲得各向異性的聲能,可用於清洗、碎石、殺菌消毒等。在醫學、工業上有很多的應用。
超聲波是一種機械波,它必須依靠介質進行傳播,無法存在於真空(如太空)中,所以我們無法在真空中使用超聲波,但我們仍然可以使用和電磁波有關的設備(包括無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、伽馬射線等),對電磁波技術進行利用。
⑵ 科學家從蝙蝠的什麼發明了超聲波
科學家是從蝙蝠的夜間飛行探路機制中獲得了啟發,進而發明了超聲波技術,並將其應用於雷達系統中。具體來說:
蝙蝠的超聲波探路:蝙蝠在飛行過程中,會從嘴裡發出一種叫做超聲波的聲音。這種超聲波像波浪一樣向前推進,當遇到障礙物時,它會反射回來,並被蝙蝠的耳朵接收。蝙蝠根據這些反射回來的超聲波信息,能夠迅速判斷前方障礙物的位置和距離,從而調整飛行方向。
超聲波技術的發明:科學家摹仿了蝙蝠的這種探路機制,發明了超聲波技術。超聲波技術利用高頻聲波進行探測和定位,具有方向性好、穿透能力強等特點。在軍事、工業、醫療等領域有著廣泛的應用。
雷達系統的應用:科學家將超聲波技術應用於雷達系統中,通過天線發出無線電波,無線電波遇到障礙物後反射回來,被雷達接收並顯示在熒光屏上。駕駛員可以通過觀察雷達熒光屏上的信息,清楚地了解前方是否有障礙物,從而確保飛行的安全。
需要注意的是,雖然超聲波技術是從蝙蝠的飛行機制中獲得啟發而發明的,但超聲波本身並不是由科學家「發明」的,而是自然界中存在的一種物理現象。科學家只是利用和模仿了蝙蝠的這種自然現象,將其應用於人類的技術系統中。
⑶ 蝙蝠的嘴相當於雷達的什麼
蝙蝠的嘴相當於雷達的天線。
蝙蝠在飛行的過程中能夠從嘴裡發出一種聲音叫作超聲波,當超聲波向前傳播時,遇到障礙物就會反射回到蝙蝠的耳朵里,從而蝙蝠立刻改變飛行方向。
蝙蝠的嘴巴相當於雷達中的天線,蝙蝠發出的超聲波相當於雷達中的無線電波,蝙蝠的耳朵相當於雷達中的熒光屏。
蝙蝠辨別方向的方法:
1、蝙蝠是靠聽覺來辨別方向、確認目標的。蝙蝠靠喉嚨發出人耳聽不到的「超聲波」,這種聲音沿著直線傳播,一碰到物體就像光照到鏡子上那樣反射回來。蝙蝠用耳朵接受到這種「超聲波」,就能迅速做出判斷,靈巧的自由飛翔,捕捉食物。
2、同時,擅長夜晚飛行的蝙蝠擁有獨特的回聲定位,通過發出高音頻聲音並能根據回聲判斷物體的方位及距離,這種能力可幫助蝙蝠准確判斷獵物所在位置,並有效地繞開樹、建築物等。依據這一理論,蝙蝠的回聲定位功能在近距離飛行中可以游刃有餘。
⑷ 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