㈠ 海豚是怎么利用超声波在水中灵活游行和捕食呢
"海豚声呐的灵敏度很高,能发现几米以外直径0.2毫米的金属丝和直径1毫米的尼龙绳,能区别开只相差200微秒时间的两个信号,能发现几百米外的鱼群,能遮住眼睛在插满竹竿的水池子中灵活迅速地穿行而不会碰到竹竿;海豚声呐的目标识别能力很强,不但能识别不同的鱼类,区分开不同的物质材料,而且,海豚声呐还具有感情表达能力。业已证明,海豚是一种有"语言"的动物,它们的"交谈"正是通过其声呐系统。在我国长江中下游的白鳍豚,它的声呐系统分工明确,有为定位用的,有为通讯用的,有为报警用的,并有通过调频来调制位相的特殊功能。人类运用仿生学原理发明了声呐,潜艇在水下航行时,也靠的是声纳对水下目标进行探测、定位和通信。"
㈡ 蝙蝠一边飞,一边从嘴里发出一种声音.这种声音叫做超声波是什么方法
回声是当声波碰到一个障碍物(如悬崖)时,它会弹回来,我们会再听到这个声音。这种反射回来的声音称为回声。在户外空旷的地方,回声比较模糊,因为声音的震动会向四处散开,能量会散失。而在一个密闭的空间里(如隧道),反射的声音不会跑掉,所以回声很大。
回声定位
蝙蝠会发出尖锐的叫声,再用灵敏的耳朵收集周围传来的回声。回声会告诉蝙蝠附近物体的位置和大小,以及物体是否在移动。这种技术称为回声定位法。它可以帮蝙蝠在黑暗中找到方向以及捕捉猎物(如飞行中的昆虫)。
蝙蝠尖锐的回声我们是听不到的,但蝙蝠发出的其他声音有些是我们能听得到的。
研究回声最好的地方是一片石墙(如悬崖)的附近。如果你面对悬崖大声叫,你的声音会传到悬崖再反射回来。如果声音是从悬崖的不同部分反射回来的,你就可以听到好几个回音,就好像有好几个人在回答你。
生物学研究
某些动物能通过口腔或鼻腔把从喉部产生的超声波发射出去,利用折回的声音来定向,这种空间定向的方法,称为回声定位。根据研究已知动物界小蝙蝠亚目的几乎所有种类、大蝙蝠亚目的果蝠属、鲸目的齿鲸类(即豚类)、鳍脚目的海豹和海狮、食虫目的马岛猬科、鼩鼱科的短尾鼩、南美的油鸟、东南亚的金丝燕及有些鱼类都具有回声定位的本领。它们的体内皆有完成回声定位的天然声呐系统。声纳主要由“声波发射器”、“回声接收机”和“距离指示器”构成。
蝙蝠回声定位
如“雷达飞兽”蝙蝠能在完全黑暗中,以极快的速度精确地飞翔,从不会同前方的物体相撞。如将它的耳蒙上,并把嘴堵上,则失去避免与物体相撞的本领。经高频脉冲检测装置测量后,证实蝙蝠在飞行时,喉内产生并能从通过口腔发出人耳听不到的超声波脉冲。
人类至多能听到频率为20千赫的声音,而有的蝙蝠能发出和听到100千赫的声音。当遇到食物或障碍物时,脉冲波会反射回来,蝙蝠用两耳接受物体的反射波,并据此确定该物体的位置,并可从两耳分别接受到回波间的差别,来辨别物体的远近、形状及性质;物体的大小则由回波中的波长区别出来。大部分蝙蝠能用舌头颤动发音,有些则发出尖的鸣叫声,还有一些能由鼻孔透出声音。它们都有助于蝙蝠确定回波的方向,来决定自己要前进,还是转弯。
蝙蝠在空中能利用超声波来“导航”,就能迅速准确捕捉飞虫。此外,某些海洋哺乳类能在水下发出频带很宽的声波,甚至高达30万赫。如齿鲸、海豚,能借助于附近陆地对声音的反射,用回声定位来测定方向,得知物体或海岸的位置。某些海豹、海狮也能发出水下超声波。
利用波在传播过程中有反射现象的原理探测物体方位和距离的方式叫“回声定位”。动物的“回声定位”是指动物通过发射声波,利用从物体反射回来的回波进行空间定向的方式,它有捕捉猎物和回避物体两种作用。
海豚和蝙蝠回声定位及进化研究
海豚和蝙蝠并没有多少相似之处,然而它们却有同一个超能力:都可以通过发出尖锐声音和监听回声来捕捉猎物。一项研究显示,该能力是它们各自通过相同的基因突变而形成的。这表明,即使差异很大的动物,也会通过相同的进化步骤,形成新特征。2010年,英国伦敦大学玛丽皇后学院的进化生物学家Stephen Rossiter和同事判定,蝙蝠和海豚中被称为压力素的特殊蛋白质有着相同的突变,会影响听力的敏感度。Rossiter的团队已经将研究扩展到整个基因组。他们对蝙蝠家族多个种类中的4种蝙蝠的基因组进行测序,其中两种蝙蝠使用回声定位,另两种不使用。
玛丽皇后学院的进化生物学家Joe Parker将蝙蝠的基因组测序结果与包括宽吻海豚在内的许多其他哺乳动物进行比较。他主要关注了所有蝙蝠、海豚和至少其他5种哺乳动物的2300种单拷贝基因。他评估了在蝙蝠和海豚中,每个基因和其对应基因有多相似。该分析表明,200种基因以同样的方式进行了独立改变。
人回声定位术
盲人的听力通常更加敏锐,有证据显示,经过培训,他们能利用听力解读回声、进而在脑中形成一系列详细形象,包括物体距离、甚至大小和密度等。
其原理是当盲人的舌头发出响亮的声音,声波撞到前方物体上后,回声会反馈到盲人的耳朵中,从而使他们能够分辨前方物体的大小、形状和距离,对于回声信息的处理可以让盲人“看见”前方的物体。大脑对这一回声信息的处理方式和正常人通过眼睛视物的处理方式有点类似,只不过学会回声定位法的盲人是通过回声在大脑中形成物体,而普通人是通过射入视网膜的光线在脑海中形成物体。
应用
回声可以用来测鱼群、潜水艇和沉到海底的船。有些船上装有回声测深器,这种仪器会把声波送到海里。而回声传回船上所花的时间,可以用来算出船下任何物体的形状和位置。它也可以用来画出海床的深度和轮廓。这种技术称为声纳,意思是声音的航行和测距。声纳是很灵敏的,它可以分辨一条大鱼和一群小鱼。
未来应用
研究表明手机可成为一种回声定位装置
2013年6月,瑞士洛桑联邦理工学院信号处理专家发现回声定位能使普通手机“看到”房
㈢ 自然界有哪些事物产生超声波
螽斯、蝙蝠、海豚和鲸鱼等动物,都是用超声波进行通信联系的。
很多人都知道,蝙蝠和海豚都能发出超声波,但人们最早发现的使用超声波的动物是螽斯。螽斯中国北方称其为蝈蝈,是鸣虫中体型较大的一种,雄虫通过发出自己独特的鸣声(声音通讯),借以寻找配偶,吸引同种雌虫前来交配,进行生殖活动。
蝙蝠飞行时,喉内能发出人耳听不到的声波,频率在20000Hz以上。由于超声波的方向性很强,当超声波遇到昆虫或障碍物而反射回来时,蝙蝠能够用耳朵接受,并能判断探测目标是昆虫还是障碍物,以及距离它有多远,每只蝙蝠,都有其固有频率,蝙蝠可分清自己的声音,不至发生扰乱。
自然界中除了蝙蝠,海豚也会发出超声波。海豚在吃鱼的时候,能不断发出180kHz的超声波,对附近的海豚群会产生刺激作用,8km以外的海豚会迅速游到狩猎地。海豚还可用这种信号互相联系,因为在海里可视距离总是有限的,一旦分开来,就靠这种信号进行联络。
海豚和蝙蝠对超声波的反映是很灵敏的,他们能听到高达数十万分贝的超声波,他们虽然一个在水里,一个在陆地,但都是通过发出超声波后收听回波来判断附近物体的。此外,鲸也是利用超声波“看”东西的动物之一。
蝙蝠与海豚的超声波
自然界中有些动物能发出并利用超声探测周围的目标或障碍物,比如蝙蝠在飞行时会发出一种超声波信号,人类无法听到它。这些超声波信号若在传送路线上碰到其他物体,就会立刻反射回来,蝙蝠的耳朵在接收到返回的声波后进行了一系列的分析判断。
并最终绕开障碍物、捕猎或进行其它行为。因此蝙蝠可以在夜间飞行,因为它不是靠眼睛看的,而是靠发音器官和耳朵飞行的。除了蝙蝠外,海豚也能发出超声。海豚能发出两种声音:一种是我们能听见的吱吱声,以实现与同类联系;另一种是一连串快速的弹拨声,用来发现和识别目标的。
海豚发出的声音频率非常宽,大约在20万~30万赫之间。是用来搜索捕猎物和发现障碍物的声音,主要是高频声,特别是超声。这种现象叫做回声定位。人类根据蝙蝠飞行识物的原理,制造出了雷达,但蝙蝠身上的精确度比雷达要高得多。
据有记录以来,人类第一次利用声波进行空间定位出现在1794年,LazaroSpallanzani(Opus colidifisica)分析了蝙蝠进行空间定位的基本机制,认为蝙蝠采用了的其他的机制来定位而不是采用视觉空间定位。在1880年,Galto创建和生产的设备能够产生40.000赫兹的频率的声波。
㈣ 哪些动物有超声波功能
蝙蝠、海豚可发出超声波;大象等能发出次声波,大象之间的交流语言属于次声波。超声波:频率高于20000Hz的声音叫做超声波。蝙蝠、海豚等可发出。次声波:频率低于20Hz的声音叫做次声波。地震、海啸、台风、火山喷发等可发出。
蝙蝠、海豚等可发出超声波;大象等能发出次声波,大象之间的交流语言是属于次声波。
补充知识:1、超声波:频率高于20000 Hz的声音叫做超声波(Supersonic Wave)。(蝙蝠、海豚等可发出)
2、次声波:频率低于20 Hz的声音叫做次声波(Infrasonic Wave)。(地震、海啸、台风、火山喷发等可发出)
3、次声波的应用:
①许多自然灾害如地震、火山爆发、龙卷风等在发生前都会发出次声波,科学家们用次声波来预测台风、研究大气结构等。
②在军事上可以利用次声来侦察大气中的核爆炸、跟踪导弹等等。
③大象用人类听不到的“声音”进行交流。