Ултразвук в презентацията на природата и технологиите. Ултразвук, неговите свойства и приложение. Проучване на вътрешните органи

Звукът е физически процес на разпространение на еластични вълни в средата, от една страна, а от друга страна, това е психофизиологичен процес, свързан с първия процес.

Във физиката звукът се нарича всякакви еластични вълни, с вълните, чиято честота е по-малка от 16 Hz, се наричат \u200b\u200bинфрат и вълните с честоти на големи 20 kHz се наричат \u200b\u200bултразвук. Ултразвукови вълни с честоти над $ (10) ^ 9Hz $ се наричат \u200b\u200bхиперзвуков.

Ултразвук

Ултразвукова вълна се състои от променливи съсиреци и части от средните частици. Ултразвукова вълна се разпространява при скорост в зависимост от свойствата на веществото и температурата му. Скоростта на звуковата вълна във въздуха при температура от 200 ° С е приблизително 343.1 $ frac (m) (c) $.

Тъй като дължината на вълната ($ lambda $) зависи от честотата, с нарастваща честота, дължината на вълната намалява, дължината на ултразвуковата вълна е много по-малка от дължината на вълната на звука, който чува човек.

Излъчватели и ултразвукови приемници

Ултразвукът се нарича механични вълни, чистата честота е повече от $ 2 cdot (10) ^ 4 $ Hz. Горната граница на ултразвуковата честота определя разстоянията между молекулите, следователно, зависи от съвкупното състояние на средата, в която се разпространява. Ултразвукът може да възникне в резултат на естествени процеси и да се генерира изкуствено.

Природните източници на ултразвук включват животни, които го публикуват. Животните генерират и възприемат ултразвук, използвайки специални рецепторни устройства. Ултразвукът им помага да се придвижват в пространството. Ултразвуковите колебания, създадени от животни, се отразяват от предметите и се възприемат от специализираните слухови органи като пречки по пътя. Елементален ултразвук може също така, например, скакалци, крикети, делфини. Слухов апарат на някои насекоми, птици и животни е в състояние да възприеме по-широк диапазон от звукови трептения от човек.

Така че горните граници на звуковите честоти се възприемат:

жабите са $ nu \u003d 3 cdot (10) ^ 4gz $;
кучета $ nu \u003d 6 cdot (10) ^ 4gz $;
cats $ nu \u003d (10) ^ 5gz $;
forge $ nu \u003d (10) ^ 5gz $;
bats $ nu \u003d 1.5 cdot (10) ^ 5gz $;
butterfly $ nu \u003d 1.6 cdot (10) ^ 5gz $;
dolphins $ nu \u003d 2 cdot (10) ^ 5gz $;
gulls $ nu \u003d 8 ccot (10) ^ 3 hz. $

Генерира ултразвук може и нефатален характер. По време на вятъра се предлагат ултразвукови честоти в шума на водопада и звуците на морето.

Техническите устройства на тяхната работа са в състояние да публикуват ултразвук, например някои двигатели и машини.

Ултразвукът се получава целенасочено с използване на ултразвукови генератори. За да се регистрирате и анализирате ултразвуковата употреба, използвайте пиезоелектрични или магнетитрични сензори.

Биологични последици от ултразвукови вълни

Биологичните ефекти, които могат да причинят ултразвукови вълни, зависят от интензивността, честотата и продължителността на експозицията. Ако ултразвуковите вълни имат ниска интензивност и облъчват биологичния обект, след това микровибрацията се случва на нивото на клетката. В този случай се активират транспортните процеси, обменните процеси в тъканите се подобряват, се постига положителен ефект. С увеличаване на интензивността ултразвуковото налягане може да доведе до повреда на молекулите. При продължително излагане на ултразвук, например, човешкото производство се осъществява в човешкото производство, сънливост, може да възникне разстройство на нервната система.

Личност

Инфзект се нарича еластични механични вълни, които имат честоти под честотите на здравия човек. Горната граница на инфзоничните вълни 16-25 Hz, горната граница не е дефинирана.

InfraSucuk се абсорбира в различни вещества, така че тези вълни са способни да се разпространяват на дълги разстояния.

Източници на инфрат

InfraSucuk се предлага в шума на атмосферата, дървета в гората и водата в морето. В земята на земята, честотите могат да бъдат открити от различни източници, като сътрудници, експлозии, операции по транспорт.

Така нареченият "глас на морето" е вълните на инфразяването, които се появяват над морската повърхност, в резултат на образуването на вихрите зад хребетите на вълните със силен вятър. Тъй като инфзионите се абсорбират малко, "гласът на морето" може да се разпространи на дълги разстояния и доста висока скорост. Това свойство на инфзионите се използва за предсказване на бурята. Някои живи организми са в състояние да възприемат инфрасове. Така че медузите имат "инвалишки уши", които чуват инфрат, имащи честота 8-13 Hz. Ако бурята все още е стотици километра от брега и подхожда почти на ден, тогава медузите вече се чуват и влизат в дълбините на водата.

Източникът на инфратя сервира: урагани, бури и някои видове земетресения. Някои животни използват Infraze при лов, смята се, че тигърът може да направи рев с честота от 18 Hz. Слоновете прилагат инфрат за комуникациите.

Човек не чува Infrazound, но тези вълни могат да причинят тревожност от него, страх. InfraShuk може да причини агресия при хора.

Някои музикални инструменти ви позволяват да генерирате инфразници. Някои музикални произведения, състоящи се от периодични пулсации, могат да причинят биопсимния отговор на човешкото тяло, който може да повлияе на функцията на човешките органи.

Механизми, които работят с честоти по-малко от $ 20, FRAC (OB) (c), $ генерира инфрат. Ако колата се движи със скорост от повече от 100 долара Frac (km) (h) $, тогава той е източник на инфраз, който се появява поради отделянето на въздушния поток от повърхността му.

Ефекта на вълни навътре

Много процеси, които се срещат в човешкото тяло, са в честотния диапазон със съответната инфзитна честота, така че:

човешкото сърце се намалява с честота от 1-2 Hz;
делта - ритъмът на мозъка е 0.5-3.5 Hz;
алфа ритъм на мозъка - 8-13 Hz.

Ако колебанията на инфразната вълна съвпадат с колебанията на човешките органи, след това поради резонанса е възможно да се наранят от резонансна организация. От 8 до 15 Hz е собствената честота на колебанията в човешкото тяло. Може да се каже, че всяко движение на всеки мускул създава избледняващ микро-морски дарби с тази честота. Ако човешкото тяло е нарушено и влезе в резонанса, амплитудата на микроприваленията ще се увеличи десет пъти.

С честота на инфразя, от 7-13 Hz (честотата на земетресенията и тайфуните, вулканичните изригвания), животните се опитват да оставят фокуса на естественото бедствие.

Най-опасният е инфразният с честоти от 6-9 Hz. Честотата на инфзиопаса 7 Hz съответства на мозъчните колебания в покой, с такъв звук, психотропният ефект е максимален, всеки умствен товар е невъзможен, главата е счупена. В средата на 20-ти век е експериментално установено, че с честота на инфзиопас 6 Hz човек чувства умора, след това тревога, която минава в ужас. При 7 Hz е възможен парализа на сърцето и нервната система.

Примери за задачи с решението

Пример 1.

Задачата. НДНТ прави ултразвук с честота от $ (nu) _0, $ се движи по посока на фиксиран резонатор, който е конфигуриран до честотата $ (NU) _R (фиг. 1) $. Каква скорост се движи мишката, ако звучените вълни, създадени от него, са причинили резонаторните колебания? Температура на въздуха $ t, $ моларна маса $ $ $, коефициент на Поасон - $ gamma $.

Решение. В съответствие с доплеров ефекта, звуковата честота, която ще възприеме резонатора, е равна на:

[Nu \u003d frac (v "+ u) (v" -V) (nu) _0 ляво (1.1 дясно), \\ t

където $ (nu) _0 $ - честотата на звука, която прави мишката; $ V "$ - скоростта на звука в веществото (във въздуха). Тъй като резонаторът е фиксиран, тогава изразът (1.1) превръщаме формата:

[Nu \u003d frac (v ") (v" -v) (nu) _0 остава (1.2 дясно), \\ t

От формула (1.2) Получаваме скоростта на полета на мишката:

Звуковата скорост ще намери как:

За да се появят вълните, които идват в резонатора, са причинили нейните колебания. Тяхната честота трябва да съвпада със собствената си честота на резонатора:

[Nu \u003d (nu) _R остави (1,5 дясно). \\ T

Като се има предвид (1.4) и (1.5) изразяването (1.3), ние се трансформираме във формата:

Отговор. $ V \u003d sqrt (frac (gamma rt) (mu))) (1- \\ t frac ((nu) _0) ((nu) _r) дясно) \\ t FRAC (m) (с) \\ t ) $.

Пример 2.

Задачата. Защо делфините използват ултразвук с честота около 10-400 Hz, за да комуникират делфините, а честотата 750 се използва за местоположение на звука (10) $ 3 cdot (10) ^ 500?

Решение. За да се постигне по-голяма точност на местоположението на околните предмети, трябва да се използват вълни с големи честоти (малки дължини), тъй като ако размерите на обектите са по-големи от дължината на вълната, се получава отражение на вълновото огледало. За да се извърши комуникация, по-целесъобразно е да се използват дълги вълни (ниски честоти), които слабо избледняват при преодоляването на значителни разстояния.

С развитието на акустиката в края на 19-ти век е открито ултразвук, в същото време започна първите ултразвукови проучвания, но основите на използването му бяха поставени само през първата трета от ХХ век.

Ултразвук и неговите свойства

В природата ултразвукът се намира като компонент на много естествен шум: в шума на вятъра, водопад, дъжд, морски камъчета, подвижен, в гръмотевични бури. Много бозайници, като котки и кучета, имат способността да възприемат ултразвук с честота до 100 kHz, а способностите на летливи мишки, нощни насекоми и морски животни са добре познати на всички.

Ултразвук- механични осцилации, които са над чуждененото увреждане на честотния домейн (обикновено 20 kHz). Ултразвуковите колебания се движат под формата на вълна, като разпространението на светлината. Обаче, за разлика от светлинните вълни, които могат да се разпространяват под вакуум, ултразвукът изисква еластична среда като газ, течност или твърдо вещество.

Основните параметри на вълната са дължината на вълната, честотата и периода. Ултразвуковите вълни в природата не се различават от вълните на звуковия диапазон и се подчиняват на същите физически закони. Но ултразвукът има специфични функции, които са идентифицирали широкото си използване в науката и технологиите. Ето основните от тях:

1. малка дължина на вълната. За най-ниския диапазон на ултразвука дължината на вълната не надвишава няколко сантиметра в повечето среди. Ниската дължина на вълната причинява радиационния характер на разпространението на тъканите. Близо до емитер, ултразвуковите се разпространява под формата на греди с размер близо до размера на излъчвателя. Намирането на нехомогенност в средата, ултразвуковият лъч се държи като светло лъч, изпитвайки отражение, пречупване, разсейване, което ви позволява да образувате звукови изображения в оптично непрозрачни среди, като използвате чисто оптични ефекти (фокусиране, дифракция и др.).
2. малък период на трептения, който ви позволява да излъчвате ултразвук под формата на импулси и да приложите точна времева подбор на посадъчни сигнали в средата.

Възможността за получаване на високи стойности на енергията на емисиите при ниска амплитуда, защото Енергията на трептенията е пропорционална на квадратния квадрат. Това ви позволява да създавате грешки и полета с високи нива Енергия, без да се изисква широкоразмерно оборудване.

В ултразвуковото поле се развиват значителни акустични потоци. Следователно въздействието на ултразвука на средата генерира специфични ефекти: физически, химически, биологични и медицински. Като кавитация, притискане на ефекта, дисперсия, емулгиране, дехидратация, дезинфекция, локално отопление и много други.

Нужди морски флот Водещи сили - Англия и Франция, за изследвания морски дълбочини, причинил интереса на много учени в областта на акустиката, защото Това е единственият изглед на сигнала, който може да бъде далеч във водата. Така че през 1826 г. френският учен костюм определи скоростта на звука във водата. През 1838 г. в Съединените щати звукът първо се прилага за определяне на профила на морското дъно за целите на полагане на телеграфски кабел. Резултатите от опита бяха разочароващи. Звукът на камбаната, даде твърде слаб ехо, почти не се чуваше сред другите звуци на морето. Беше необходимо да се стигне до по-високата честота, което позволява да се създадат насочени звукови лъчи.

Първият ултразвуков генератор направи през 1883 г. англичанинът Франсис Галтън. Ултразвукът е създаден като свирка на върха на ножа, ако му духаше. Ролята на такъв остров в свирката Галтън изиграл цилиндър с остри ръбове. Въздух или друг газ, оставяйки под налягане през пръстена, диаметър като ръб на цилиндъра, нахлуват на ръба и са настъпили високочестотни колебания. Раздуването на свирката с водород е възможно да се получат трептения до 170 kHz.

През 1880 г. Пиер и Жак Кюри направиха откритието решаващ за ултразвукова техника. Братята Кюри забелязаха, че по време на осигуряването на натиск върху кварцовите кристали се генерира електрически заряд, директно пропорционален на силата, приложена към кристала. Този феномен се нарича "пиезоелектричество" от гръцката дума, която означава "клик". Освен това те демонстрират обратния пиезоелектричен ефект, който се проявява, когато бързо променящият се електрически потенциал се прилага към кристала, причинявайки вибрации. Отсега нататък се появи техническата възможност за производство на малки размери и ултразвукови приемници.

Смъртта на "Титаник" от сблъсък с айсберг, необходимостта от борба с нови оръжия - подводници поискаха бързото развитие на ултразвуковата хидроакустика. През 1914 г. френският физик Пол Ланджън, заедно с талантлив руски учен-емигрант - Константин Василевич Шиловски, за първи път е развил хидролектор, състоящ се от ултразвуков емитер и хидрофон - приемник на трептенията на базата на пиезонефект. Сонар Langezhen - Shilovsky, беше първото ултразвуково устройствоприлагани на практика. След това руският учен s.Y.Sokolov разработи основите на ултразвуковото откриване на недостатъците в индустрията. През 1937 г. германският психиатър Карл Дусик, заедно с Brother Friedrich, физик, първо приложи ултразвук за откриване на мозъчни тумори, но резултатите, получени от тях, се оказаха ненадеждни. В медицинската практика ултразвукът се прилага за първи път от 50-те години на XX век в САЩ.

Въведение

2. Echocholeng.

3. Видове природни сонари

4. Докосването помага на летливи мишки, за да се избегнат препятствия

5. прилепи рибари

6. А прилепите грешат

7. CRYS в бездната

8. Радар на водния слон

Заключение

Литература

Въведение

Откриването на ехолокация е свързано с името на италианския натуралист Лазаро Спалазения. Той обърна внимание на факта, че прилепите летяха свободно в абсолютно тъмна стая (където дори совите са безпомощни), не сами. В своя опит той заслепи няколко животни, след като летяха заедно с подъл. Colleague Spallazani J. Zhurin проведе друг опит, в който той разтърси ушите на летливи мишки, "животните се натъкнаха на всички обекти. Оттук учените заключават, че прилепите са ориентирани чрез изслушване. Въпреки това, тази идея беше осмивана от съвременници, защото беше невъзможно да се каже нещо повече - кратки ултразвукови сигнали по това време все още не е било невъзможно да се поправи.

За първи път идеята за активно местоположение на звука в летливите мишки е изразена през 1912 г. H. Maxim. Предполагаше, че прилепите създават нискочестотни сигнали за ехолокация с крила с честота от 15 Hz.

През 1920 г. англичанинът H. Hartridge предположи ултразвук, който възпроизвежда експериментите на Spallazen. Това беше потвърдено през 1938 г. поради биокакастица Д. Грифин и физика на Пиърс. Грифин предложи името на ехолокацията (по аналогия с радар) за именуване на метода на ориентиране на летливи мишки с ултразвук.

1. Ултразвук на дивата природа

През последните десет - петнадесет години биофизика с удивление установи, че природата, очевидно, не е много пропусната, когато нададе децата си от сонари. От летливите мишки към делфините, от делфини до риба, птици, плъхове, мишки, маймуни, до морски свинчета, резервоари оказаха изследователи с техните устройства, навсякъде намирам ултразвук.

Ехо звуците са въоръжени, оказва се, много птици. Zuyki-tips, коркови, сови и някои пеещи птици, покрити с мъгла и тъмнина, интегрират пътя със звукови вълни. Те "чувстват" Земята "чувстват" и по природа на ехо научава за височината на полета, близостта на препятствията, за терена.

Очевидно с целта на ехолокацията публикува ултразвук на малка честота (двадесет и осемдесет килонеца) и други животни - морски свинчета, плъхове, малко летящи и дори някои южноамерикански маймуни.

Мишка и земна част в експериментални лаборатории, преди да изпразни по пътя на тъмните лабирин на лабиринтите, в които е тествана паметта им, изпратени напред-актьорски разузнавателни скаути - ултразвук. В пълна тъмнина те са перфектно намерени дупки в земята. И тук помага на ехото на звука: това не се връща от тези дупки!

Мастни козели или Гуачаро, както се наричат \u200b\u200bв Америка, живеят в пещерите на Перу, Венецуела, Гвиана и остров Тринидад. Ако се опитате да ги посетите, бъдете търпеливи и главните стълби и електрически лампи. Също така е необходимо за известно познаване на основите на алпинизма, защото козите гнезди гнездят в планините и често да стигнат до тях, трябва да се изкачите по чистите скали.

И как ще влезете с цялото това оборудване в пещерата, включете ушите си навреме, защото хиляди птици, събудени от светлината, ще прекъснат корнизите и стените и с оглушителен вик ще бъде хвърлен над главата ви. Птиците са големи, до метър в Wingspid, шоколад кафяв с големи бели петна. Гледайки своите виртуозни маневри в мрачната пещера на царството на царството, всички изумили и задават същия въпрос: как се справят тези пернати троглодити, летящи в пълна тъмнина, не се препъват по стените, на всякакви сталактити и сталагмити които подкрепят ветровете на подземията?

Запълнете светлината и слушайте. Снимайте малко, птиците скоро ще се успокоят, престанете да крещи, и след това ще чуете меки криза и като придружител към тях е тиха клика. Ето отговор на въпроса ви!

Разбира се, тя работи ехото. Техните сигнали хващат и ухото ни, защото звучат в обхвата на сравнително ниски честоти - около седем килонеца. Всяко кликване трае една или две хилядни от секундата. Доналд Грифин, който вече ни е известен на изследовател на Sonari Lolatiy мишки, потръпна от вълнените уши на някои гучаро и ги пусна в тъмна зала. И виртуозите на нощните полети, стискайки, незабавно и "потъмняване": безпомощно се натъкнаха на всички предмети в стаята. Не чувайте ехото, те не можеха да навигират в тъмното.

Дневните часовник на Guacharo се извършват в пещери. Също така подреждат гнездата им, присъединявайки се към корнизите на стените. През нощта птиците оставят подземията и летят там, където много плодни дръвчета и палмови дървета с меки, фетални сливи. Хиляди стада атакуват насажденията на петролните палмови дървета. Плодовете се поглъщат изцяло, а след това костите вече са, връщащи се към пещерите, затегнете. Ето защо, в подземията, в които Гуачаро гнезди, винаги има много млади плодове "разсад", които бързо умират: не може да расте без светлина.

Коремът просто наблюдаваше пилетата на гуачара, покрити с дебел слой мазнини. Когато се превръща в млади троглодити около две седмици, хората с факли и дългите шест идват в пещерите. Те разрушават гнездата, убиват хиляди редки птици и веднага, на входа на пещерите, мазнините от тях. Въпреки че тази мазнина има добри и хранителни качества, те го използват главно като гориво в фенери и лампи.

Той изгаря по-добър керосин и го по-евтино - смята се, че е в родината на птицата, която е злото иронията на скалата, осъдил целия си живот в тъмното, да умре, дават светлина на човешкото жилище.

В Южна Азия, от Индия до Австралия, още една птица живее, която намира пътя към гнездото в тъмнината със сонар. Също така гнезди в пещерите (понякога обаче, на скалите в откритото небе). Това е известен саланд, добре познат на всички местни гурме борби: от гнездата му са варена супа.

Саланган е как гнездото се изкачва: изкачва лапите към скалата и смазва лепилния камък, привличащ силуета на люлката върху нея. Той кара главата си надясно и наляво - слюнката незабавно замръзва, превръща се в кафеникава кора. И Salangean всичко го смазва отгоре. Стените растат в гнездото и се оказва малка люлка на огромна скала.

Люлката е това, казват те, много вкусни. Хората се изкачват на високи скали, запушени с светлината на факли по стените на пещерите и събират гнезда на Саланан. След това те се варят в кипяща вода (или пилешки бульон!) И се получава голяма супа, като експедиции.

Повечето наскоро откриха, че салагозите са от интерес не само за Дели, но и за биофизици: тези птици, летящи в тъмното, също изпращат акустични скаути, които "пукнатини като детска играчка".

2. Echo Peleng.

От физическа гледна точка, всеки звук е осцилаторни движения, които се простират вълнода в еластична среда.

Колкото повече вибрациите в секунда е осцилиращото тяло (или еластична среда), толкова по-висока е честотата на звука. Най-ниският човешки глас (бас) има честота на трептенията около осемдесет пъти в секунда, или, както казват физиците, честотата на нейните колебания достига осемдесет херца. Най-високият глас (например, перуанската певица на сопрано IMA Sumka) е около 1400 херца.

В природата и технологиите има звуци от още по-високи честоти - стотици хиляди и дори милиони херца. Запишете висок звук от кварц - до един милиард херца! Звуковата мощност, която се колебае в течната кварцова плоча, е 40 хиляди пъти по-висока от мощността на двигателя на самолета. Но ние не можем да флопнем от този "Hello екран", защото не го чуваме. Човешкото ухо възприема звуците с честотата на трептенията само от шестнадесет до двадесет хиляди херца. Повече високочестотни акустични колебания са обичайни, за да се наричат \u200b\u200bултразвук, техните вълни от прилепи и "чувстват".

Ултразвуците възникват в ларинкс прилепите. Тук гласовите лигаменци се разтягат под формата на особени струни, които, вибриращи, произвеждат звук. Weanny След всичко от устройството си прилича на обикновена свирка: издиша се от светлинния въздух, който се втурва през нея - има "свирка" на много висока честота, до 150 хиляди херца (човек не го чува).

НДНТ може периодично да забавя въздушния поток. После избухна с такава сила, сякаш беше хвърлен от експлозия. Налягането на въздуха на въздуха е два пъти повече, отколкото в котела на пара. Добро постижение за животното с тегло 5 - 20 грама!

В ларинкс прилепите, краткосрочните високочестотни звукови трептения са развълнувани - ултразвукови импулси. След секунда тя трябва да бъде от 5 до 60 и някои видове дори от 10 до 200 импулса. Всеки импулс, "експлозия", продължава само 2 - 5 хиляди фракции от секунда (при хамалакс от 5 - 10 стотни).

Краткото на звука е много важен физически фактор. Само поради това е възможно точното ехо място, т.е. ориентация с ултразвук.

От препятствието се отстранява за седемнадесет метра, отразеният звук се връща към животното приблизително 0.1 секунди. Ако звуковият сигнал продължава повече от 0,1 секунди, нейното ехо, отразено от елементи, разположени по-близо от седемнадесет метра, ще бъде възприемано от заседанията Agenic Organs едновременно с основния звук.

Но именно в момент на време между края на сигнала, изпратен от сигнала и първите звуци на очуканото ехо, прилепът инстинктивно получава представа за разстоянието до обекта, който отразява ултразвук. Следователно звукът импулс е толкова кратък.

Съветски учен Е. Ya. Pumper направи много интересно предположение през 1946 г., което добре обяснява физиологичния характер на ехото местоположение. Той вярва, че прилеп всеки нов звук публикува веднага след като чуе ехото на предишния сигнал. Така импулсите рефлексивно се следват и стимулът, който ги дава служи за ехо, възприемано от ухото. Колкото по-близо е прилепът на препятствие, толкова по-бързо се връща ехото и следователно, толкова по-често се публикува новите "писъци". И накрая, с непосредствения подход към препятствието, звуковите импулси започват да следват взаимно с изключителна скорост. Това е сигнал за опасност. Прилепът инстинктивно променя летния курс, избягвайки посоката, откъдето се появява отразените звуци.

Всъщност, експериментите показват, че прилепите преди началото са публикувани в секунда само 5 - 10 ултразвукови импулса. В полет, те са бързи до 30. При приближаване към препятствието, звуковите сигнали се следват още по-бързо - до 50-60 пъти в секунда. Някои прилепи по време на лов за нощни насекоми, изпреварване, излъчват дори 250 "писъци" в секунда.

Ехолокаторът на прилепите е много точна навигация "устройство": тя е в състояние да слезе дори микроскопски малък обект - диаметър само 0,1 милиметра!

И само когато експериментаторите намалиха дебелината на проводника, опъната в стаята, където прилепите трепнат, до 0.07 милиметра, животните започнаха да се спъват.

Прилепите увеличават темпото на ехо-движещите се сигнали на около два метра от проводника. Така че, за два метра, те и "гропи" с техните "викове". Но прилепът не променя веднага посоката, лети и по-нататък директно върху препятствието и само в няколко сантиметра от него с остър маханг крило се отклонява настрана.

С помощта на Sonarov, която тяхната природа беше дадена, прилепите не са ориентирани към космоса, но и ловуват за пресоването на хляба: комари, молци и други нощни насекоми.

В някои експерименти животните бяха принудени да уловят комарите в малка лабораторна зала. Те бяха снимани, тежеха - с една дума, през цялото време, когато наблюдаваха колко успешно ловуват. Един прилеп, с тегло в седем грама на час, уловени насекоми грамове. Друго малко бебе, което тежи само три и половина грама, толкова бързо преглътна комарите, че за една четвърт от часа "закупени" десет процента. Всеки тулар тежи около 0,002 грама. Така че, за петнадесет минути лов беше хванат 175 комари - на всеки шест секунди един комар! Много фриски темпове. Грифин казва, че ако не беше за сонар, прилепът, дори цялата нощ, летящ с отворена уста, биха хванали "по закон случая" на един комар, а след това и ако имаше много комари.

3. Видове природни сонари

Доскоро мислехме, че само малките насекоми като нашите нощни насекоми и големи летящи лисици и кучета, поглъщащи тонове плодове в тропическите гори, са притежавани, че само малките насекоми са имали естествени сонари. Може би това е така, но тогава това означава, че Rowzettus представлява изключение, защото летящите кучета от този вид са надарени с ехолатори.

В маршрутите на маршрутите през целия период на кликване. Звукът се разкъсва в ъглите на устата, които в Рузет винаги са AJET. Кликванията донякъде приличат на особен кокан с езика, към който хората понякога прибягват, осъждайки нещо. Примитивният сонар на кучешки куче работи обаче доста точно: той се появява от разстояние от няколко метра.

Всичко без изключение е малки прилепи от микрохирохироптера, т.е. микро-маневриране, надарено с ехо звуци. Но моделите на тези "устройства" са различни. Наскоро изследователите разпределят предимно три вида естествени секции: шепнене, пеене и стрийнт, или тип честота.

Шепнещите прилепи обитават в тропиците на Америка. Много от тях са като летливи кучета, които се хранят с плодове. Също така насекомите също хващат, но не във въздуха, а на листата на растенията. Техните сигнали за ехото са много къси и много тихи кликвания. Всеки звук трае хилядна от секундата и много слаба. Само много чувствителни устройства могат да го чуят. Понякога обаче прилепите шепнат "шепнат" толкова силно, че човекът ги чува. Но обикновено сонар работи на честоти от 150 килонеца.

Известният вампир също шепне. Филантцът на неизвестните за нас "магии", той разбра в гнилите гори на Amazonian изтощени пътници и засмуква кръвта им. Те забелязали, че кучетата рядко са сложни вампири: тънкото ухо предупреждава предварително за подхода на кръвта. Кучетата се събуждат и бягат. В крайна сметка вампирите атакуват само спят животни. Дори такива експерименти бяха направени. Кучетата са удължени: когато чуха "шепота" на вампира, сега започнаха да лаят и ходиха. Предполага се, че бъдещите експедиции към американските тропици ще придружават тези обучени "вампиролокатори".

Скриване на подковите. Някои от тях живеят в южната страна - в Крим, в Кавказ и в Централна Азия. Джантите са кръстени зад бедрата по лицето, под формата на кожен двоен пръстен на подкова око, заобикалящ ноздри и уста. Ръстите не са декорации на празен ход: това е един вид корен, водещ звуков сигнали с тесен лъч до другата страна, където изглежда прилепът. Обикновено животното виси надолу по главата си и се обръща (почти триста шестдесет градуса!) Това е правилно, след това наляво, усещайки звука на квартала. Тазобедрените стави в тропически пчелни пита са много гъвкави, затова могат да направят своите артистични завои. След като полето на техния локатор получи комар или бръмбар, самостоятелно задвижване самолет Той се разпада от клона и започва в преследване на гориво, тогава имаш предвид храна.

И това "самолет" изглежда може дори да определи използването на добре познатите физици ефекта на доплера, където храната лети: дали кучката се приближава, върху която е висящ консеникът или отстранен от него. Съответно прокуратурата промяна на тактиката.

Подковите се радват на лова много дълго (ако ги сравните с "викове" на други летливи мишки) и монофонични звуци. Всеки сигнал продължава десетата или двадесета фракция от секунда, а честотата на нейния звук не се променя - винаги равна на сто или двадесет килонеца.

Но ето обичайните ни прилепи и техните северноамерикански родители ехо-пространството модулирано от звуци, като най-добрите модели на Sonarov, създадени от човека. Сигналният тон непрекъснато се променя, което означава, че височината на отразените промени се променят. И това от своя страна означава, че при всеки даден момент височината на полученото ехо не съвпада с тона на изпратения сигнал. А неспециалистът е ясно, че такова устройство значително улеснява ехото.

4. Докосването помага на летливи мишки да избягват препятствия

За да разрешите този интересен проблем, учените са дошли почти едновременно в различни страни.

Hollandets Sven Diograf реши да провери дали докосването наистина помага на летливи мишки да избягват препятствия. Нарязани тактилните нерви на крилата - управляваните животни летяха перфектно. Така че докосването тук не е нищо. След това експериментаторът лишава прилепите на прилепите - те веднага потъмняват.

Диограф разсъждаваше така: Тъй като стените и елементите, намерени от летливи мишки в полет, не се публикуват всякакви звуци, това означава, че самите мишки крещят. Ехо на техния собствен глас, отразен от околните предмети, информира животните за препятствията по пътя.

Диваф забеляза, че прилепът, преди да отиде на полета, разкрива устата си. Очевидно звуците, които мълчат за нас, "чувствам се" с околностите си. В полет, летливи мишки също отварят устата си (дори когато не ловуват насекоми).

Това наблюдение подава, че един диограф смятал за това следващ експеримент. Сложи глава на шепотна хартиена капачка. Отпред, взех точно на рицаряния шлем, малката врата се отвори в шапката и затворена.

Прилеп със затворена врата на капачката не можеше да лети, спъна върху предмети. Струваше се само в хартиена шлема, за да се повиши, тъй като животното е било трансформирано, полетът му отново стана точен и уверен.

Диограф публикува наблюденията си през 1940 година. А през 1946 г. съветският учен професор А. П. Куякин започва поредица от преживявания над летливи мишки. Той сложи устата и ушите си с пластилинната си пластилин и пусна в стая с въжета, опънати по и през и през въжетата - почти всички животни не можеха да летят. Експериментатор е инсталиран интересен факт: прилепите, първо черени в помещенията за тестов полет с отворени очи, "множество и с." големи силиВеднага щом уловени домашни птици, удари стъклото на прозорци. Това се случи през деня. Вечерта, със светлината на електрическата лампа, мишката вече не се натъкна на стъклото. Така че, през деня, когато се вижда, прилепите се доверяват повече на зрението от другите сетива. Но визията на летливи мишки много изследователи не бяха склонни да не придават значение.

Професор А. П. Куякин продължи експериментите в гората. На главите на животните - червена вечер - той сложи черни хартиени шапки. Животните никога не биха могли да видят и не използват акустичния си радар. Прилепите не рискуват да летят до неизвестното. Те отвориха крилата и се спуснаха върху тях, както и на парашутите, на земята. Може би само някои отчаяни летяха. Резултатът беше тъжен: те удариха дърветата и паднаха на земята. След това три дупки бяха изрязани в черни капачки: един за устата, две за ушите. Животните без страх бяха поставени в полет. A. P. Kuyakin стигна до заключението, че органите на звуковата ориентация на нестабилните мишки "могат почти напълно да заменят визията, а телата на докосване не се играят в ориентацията, а животните не ги използват в полет."

Няколко години по-рано американски учени Д. Грифин и Р. Галмбос прилагаха друга методология за изучаване на мистериозните способности на летливи мишки.

Те започнаха с факта, че те просто донесоха тези малки животни в апарата на Пиърс - инструмента, който можеше да "чуе" ултразвук. И веднага стана ясно, че прилепите "публикуват много писъци, но почти всички те попадат в честотния диапазон, разположен зад прага на човешкото ухо", каза Доналд Грифин по-късно.

С помощта на електрическо оборудване, Грифин и Галбос успяха да открият и изследват физическата природа на "писъците" на летливи мишки. Установени, въвеждащи специални електроди във вътрешното ухо на експериментални животни, чиято честота звучи възприемане на техните слухови органи.

5. прилепи рибари

Малка червенокоса нощна светлина започва шокиращия си звук с честота близо до деветдесет килонеца и го завършва с четиридесет и пет килонеца. За две хилядни от секундата, докато нейната "Creek" трае, сигналът работи по честотната скала два пъти най-дългата от целия спектър на звуци, възприеман от човешкото ухо! В "писък" около петдесет звукови вълни, но между тях няма две еднаква дължина. Такава честота модулира "писъци" следва десет или двадесет всяка секунда. Приближавайки се към препятствието или на бягството на комар, прилепът участва си сигналите си. Сега не е 12 и 200 пъти в секунда.

Грифин пише: "В един от удобните видове оборудване за слушане, всяка високочестотна скърцане, публикувана от прилеп, ще звучи в телефона, като кликване." Ако стигнете до ръба на гората с това устройство, където прилепите ловуват за комарите, когато един от тях ще лети, чул слушалките, които не бързат да изтръгнат "пут-пут-пут-пут", като стар мързелив бензинов мотор "

Но прилепът беше счупен в преследването на молец или решил да разгледа пингблените Pechers - сега патителите се забиваше "пит-пит-пит-бизоза". Сега звуците са последвани един от друг, като взрив на ускорен мотоциклет. "

Молец почувства преследването и сръчни маневри, които се опитват да спасят живота му. Но прилепът на трика е не по-малко, предписване на фантастични пируи в небето, да го изпреварват - и в телефона няма частични изпускания, а монотонният шум на електрическия трион.

Летливите мишки на рибаря бяха открити сравнително наскоро. Sonar те също имат тип честотна модулация. Вече описани четири вида такива мишки. Те живеят в тропическа Америка. В здрача (и дори следобед) те летят да пляскат и ловят цяла нощ. Те промиват ниско над водата, внезапно намаляват лапите във водата, грабват рибата и веднага го изпращат в устата. Краката на риболовните риболова са дълги и ноктите върху тях, остри и криви, като кокопите - перата си конкурент, разбира се, не толкова голяма.

Някои нестабилни мишки на риболов се наричат \u200b\u200bустни. Разделянето на долната устна диспергира надолу и се смята, че в този канал мишката вижда мишката върху морето насочва сондата си право надолу във водата.

Хвърляне през водите, "драконът" се отразява от плувния балон на рибата и ехото му се връща към рибаря. Тъй като тялото на рибата е повече от деветдесет процента, се състои от вода, почти не отразява подводните звуци. Но с въздух, пълни с въздух, е доста "непрозрачен" за звуков екран.

Когато звукът от въздуха влиза във водата и напротив, от вода във въздуха, той губи повече от 99,9% от енергията си. Отдавна е известно на физиците. Дори ако звукът падне до повърхността на водата под прав ъгъл, само 0,12% от неговата енергия се прилага за вода. Така че, вата сигнали, като се удвои през границата "въздух - вода", трябва да загубят поради високите тарифи, които съществуват тук, толкова много енергия, че силата на звука ще бъде една и половина милиона пъти по-слаба!

В допълнение, ще има и други загуби: не цялата звукова енергия ще засегне рибата и не всички, счупване във въздуха, ще падне в ушите на ехото на животното.

След всички тези разсъждения не е много трудно да се повярва, че ехолокацията "въздух - вода" не е мит, а реалност.

Въпреки това, Доналд Грифин изчисли, че manochable рибар се връща от водата само четири пъти по-малко от обикновени прилеп, ехо-ехо насекоми във въздуха. Това не е толкова лошо. Освен това, ако приемем, че сонарите на прилепите поток насекоми не два метра, както предполагаше под неговите изчисления, и вече от два метра осемдесет сантиметра (което е напълно възможно), интензивността на сигнала за връщане ще бъде същата и в двете - и в рибаря и Комаролов.

"Здравият разум, заключава Грифин", а първото впечатление може да бъде подвеждащо, когато се занимаваме с въпроси, които лежат извън региона на обикновения човешки опит, което е просто построен това, което наричаме здрав разум. "

6. А прилепите грешат

Подобно на хората, летливи мишки също могат да бъдат погрешни. И често се случва, когато те са уморени или все още не се събуждат след деня, прекаран в тъмни ъгли. Това се доказва от осакатените прилепи летливи мишки, всички нарушават изграждането на империята и други небостъргачи.

Ако проводникът е нисък над реката, прилепите обикновено са стегнати за него, когато се спускат към вода, за да утолят жаждата ви с няколко фишове в движение. Животните се чуват едновременно две ехо: силно от повърхността на водата и слаб от жицата - и те не обръщат внимание на последното, поради проводника.

Прилепите, обичайни да летят на дълго тествани песни, избират ръководство за паметта му и не слушат протести на сонар. Изследователите прекарваха същите експерименти с тях, както с пчелите на старото летище. (Не забравяйте?) Застроена различен вид препятствия върху структурите на прилепите, които летяха да ловуват всяка вечер и се върна обратно на зората. Животните се натъкнаха на тези препятствия, въпреки че техните сонари работят и изпратиха на пилоти аларми. Но те повече повярваха на паметта си от ушите. Често прилепите все още са погрешни, защото грешките, последвани от които те ловуват, също не са разположени: много от тях са анти-сонар.

В процеса на еволюцията насекомите разработиха редица ултразвукови защитни устройства. Много нощни молци, например, дебели покрити с малки косми. Факт е, че меките материали: пух, вълна, вълна - абсорбира ултразвук. Така че, рошавите молци са по-трудни за спускане. Някои нощни насекоми са разработили слухови слухови агенции, които им помагат да научат за приближаването на опасността предварително. Намирайки в радиуса на ехото на звука на прилеп, те започват да се търкалят от едната страна настрани, опитвайки се да излязат от опасната зона. Нощните пеперуди и бръмбари, проектирани от прилеп, се прилагат дори толкова тактически рецепция: сгъваеми крила и падат, мълчаливо в неподвижност на земята. Тези насекоми, слуховите органи обикновено възприемат звуците на две различни диапазони: ниската честота, на която "говорят" техните роднини, и високочестотната честота, върху която сонарите работят с летливи мишки. До междинни честоти (между две тези диапазони) те са глухи.

7. CRYS в бездната

ехолокация Ехолеген Радар за делфин

След обяд на 7 март 1949 г. изследователският кораб на Атлантическия океан слушаше морето на сто седемдесет мили северно от Пуерто Рико. По-долу под кораба бяха огромни дълбочини. Дебелината на пет километра от солена вода се пълни с гигантска депресия в земята.

И тук от тези бездни дойде силни викове. Един вик, после неговото ехо. Все още крещя и отново ехо. Много писъци подред с интервал приблизително една и половина секунди. Всички продължиха около една трета от секундата и височината на тона беше петстотин херца.

Бяха изчислени незабавно, че неизвестно се практикува в гласния соло на дълбочина около три и половина километра. Ехото на гласовете му беше отразено от морското дъно и затова беше успешно на уредите на кораба с известно забавяне.

Тъй като китовете не се гмуркат толкова дълбоко, а раците и раците не произвеждат такива силни звуци, биолозите решиха, че някакъв вид риба извика в бездната. И изкрещя с целта: Звукът прозвуча океана. Измерено, просто говорене, дълбочината му. Изучава терена, облекчението на дъното.

Тази идея сега е малко хора изглеждат невероятни. Защото вече определено е установено, че рибата, която дълго време се смята за дълго време, се публикуват хиляди всички видове звуци, удряйки специални мускули при плуване на балони като барабан. Други кръстосаха зъбите си, щракнете върху кокалчетата на бронята им. Много от тези кодове, скърцащи и скърцащи звуци в ултра-завистяване и се използват, очевидно за ехолокация и ориентация в пространството. Така че, като прилепите, рибата имат своите сонари.

Ехоодораторите на риба все още не са проучени, но делфините се изучават перфектно. Делфините са много "болтове". Не една минута няма да мълчи. Повечето от техните писъци са разговорни, така да се каже, лексикон, но сега не се интересува от нас. Други ясно сервират сонари.

Делфин атлегални свирки, кликвания, груби, лайни, писъци по различни гласове в честотния диапазон от сто и петдесет до сто и петдесет хиляди херца. Но когато той и "мълчанието" плува, неговият сонар постоянно чувства околността на "дъжда" на бързи писъци, или, казват повече, Клок. Те продължават не повече от няколко милисекунди и обикновено се повтарят петнадесет - двадесет пъти в секунда. А понякога стотици пъти!

Най-малкото изпръскване на повърхността - и делфинът сега участва на писъците си, "чувствам" потапящия обект. Делфин ехолокатор е толкова чувствителен, че дори малка трошачка, внимателно спусната във водата, няма да се изплъзне от вниманието му. Рибата, изоставена в резервоара, тече веднага. Делфин започва в преследване. Без да виждате в кална вода, минното дело, точно го преследваме. След рибите променят курса. Слушайки EHU на гласа си, делфин леко накланя главата си в един, после от другата страна, като човек, който се опитваше да постави по-точно посоката на звука.

Ако спуснете няколко дузина вертикални пръчки в малък басейн, делфинът плува бързо между тях, не ги наранява. Въпреки това, широкомащабни мрежи изглежда се откриват от нейния ехолокатор. Лесно и фино "оплакване" лесно.

Въпросът тук, очевидно, е, че големите клетки са твърде "прозрачни" за звук, а малките го отразяват, почти като солидна бариера.

Уилям Шевайл и Барбара Лоренс Шевайл, изследователи на Уудшол океанографския институт, серия от интересни преживявания показаха колко тънка делфина акустичният "докосване".

Делфин плаваше в малък, паднал от морето и "повдигна" през цялото време. И понякога устройството беше диво на скара от прекалено бързо, език, произнесено от Klock. Това се случи, когато рибите хвърлят във водата. Не просто хвърлих, но тихо без никакво избухване, поставено на дъното. Но от делфина беше трудно да се скрие най-мълчалията в езерото, дори и да плува в другия си край на двадесет метра от саботажната сцена. И водата в тази локва беше толкова кална, че когато металната плоча беше потопена в нея половин метър, тя беше като разтворима: дори и най-сълзното човешко око не можеше да я види.

Експериментаторите намалиха малката риба от сантиметра от около петнадесет дълго. Делфин незабавно държеше рибата с ехолатор, въпреки че едва се потопи: човек държеше опашката си.

Смята се, че Clali служи на делфин за съседна ориентация. Цялостното проучване на района и усещане за по-отдалечени елементи са направени от свирка. И тази свирка е модулирано честота! Но, за разлика от същия тип сонар, прилепите започват по-ниски бележки и завършват с високо.

Други китове - и cousshlots, и финвалите, и Белухи - също, очевидно, са ориентирани с ултразвук. Но не знам какво правят тези звуци. Някои изследователи смятат, че вдъхна, т.е. ноздрите и въздушните възглавници на дихателния канал, други - че гърлото. Въпреки че няма истински гласови струни за китове, но те могат да бъдат заменени с успех - някои смятат специални растеж на вътрешните стени на ларинкса.

И може би диша, а ларинксът ще служи еднакво на предавателната система на сонара.

8. Радар на водния слон

Сред множество свещени животни Древен Египет Имаше една риба, която притежава напълно уникални способности.

Риба Това е Mormar или воден слон. Челюстта е удължена в малък багажник. Необясним способността на Мормрус да вижда невидимото изглеждащо свръхестествено чудо. Изобретяването на радара помогна да се разкрие мистерията.

Оказва се, че природата е надала воден слон с невероятен орган - радар!

Много риби, всеки знае, има електрически органи. Mormirus в опашката също е поставен малък "джобен батерия". Напрежението, което произвежда, е малко - само шест волта, но това е достатъчно.

Всяка минута Mormirus Radar изпраща осемстотин електрически импулса в космоса. Електромагнитните трептения, които възникват от изхвърлянията ", са частично отразени от околните предмети и се връщат към mormirus под формата на радио. "Приемникът" заснемане на ехото се намира в основата на гръбните перки на невероятни риби. Махар "чувства" с радиовълни!

Посланието за необичайните свойства на Мормрус е направено през 1953 г. от Източна Африка Ихтиологичен институт. Персоналът на Института забеляза, че лимирусът, съдържащ се в аквариума, започна да бърза безспорно, когато някой обект с висока електрическа проводимост се понижава във водата, като например парче тел. Изглежда, че Mormar има способността да се чувства промените електромагнитно полеразвълнуван от неговия електрически орган? Анатомас изследва рибата. Клонове на двойката на големи нерви се състояха по гърба му от мозъка към основата на гръбния перка, където, разклонена на малки клонки, завършиха в тъкани на равни интервали. Очевидно е поставен орган, причиняващ отразени радиовълни. Mormar с конвертирани нерви, обслужващи това тяло, загубена чувствителност към електромагнитно излъчване.

Mormirus живее в дъното на реките и езерата и се хранят с ларвите на насекомите, които премахва дългите челюсти от утайката, сякаш пинсети. По време на търсенето на храна рибата е заобиколена от гъст облак от преувеличени утайки и не вижда нищо наоколо. Капитани на кораби собствен опит Те знаят колко незаменими в такива условия радарът.

Mormar не е единственият в светлината на "живия радар". Чудесната радиолизация също се намира в опашката на електрическа змия Южна Америка, Чиито "акумулатори" развиват рекордно напрежение на ток - до петстотин волто и според някои данни до осемстотин волта!

Американският изследовател Кристофор се справи след серия от експерименти, проведени в Нюйоркския аквариум, стигна до заключението, че малките брадавици на главата на електрическата змиорка - антените на радара. Те улавят електромагнитни вълни, отразени от околните предмети, излъчвателят на който се намира в края на таланта на змиорката. Чувствителността на радарната система на тази риба е такава, че змиорката очевидно може да установи коя природа е ударил темата в областта на действието на локатора. Ако това е подходящо животно, електрическата змия веднага обърне главата си в посоката си. След това активира мощни електрически органи на предната част на тялото - жертва на "ципа" - и бавно поглъща миньото, убито от електрическо разреждане.

В същите реки, където лебедното общежитие в дъното на електрически акне, те ще се присъединят към елегантните ножове на рибата - Aigenania. Изгледът към тях е странен: няма и гръбначни перки и опашка (само гол тънък шлем на опашката). И тези риби се държат необичайно: те ще бъдат хвърлени от този много шпионир във всички посоки, сякаш подуши с опашката. И преди да се изкачи под корито или в пещерата на дъното, тя отново е в пролуката отново опашката, а след това, ако изследването е дало положително, така да се каже, резултатите са затворени там. Но те се изкачват напред, а опашката. Изглежда, че рибата му се доверява повече от очите.

Всичко обясни много просто: в самия край на ай айгената, учените откриха електрическо "око", като Mormirus.

Gymnotide, много подобен на Aigenmania на тропическите американски риби, очевидно, също има радари, въпреки че не е доказано.

Наскоро д-р Ласман от Кеймбридж отново се интересува от дългоучени зоолози с електрически сом, живеещи в Африка. Тази риба, способна да развие текущо напрежение до двеста волта, ловуват през нощта. Но тя има много "краткосрочни" очи и в тъмното тя вижда зле. Как тогава намира сом? Д-р Лисман доказа, че той е подобен на електрическия уплътняващ електрически ловец на мощни батерии и като радар.

Заключение

От горепосоченото може да се заключи, че природата, очевидно, не е много пропусната, когато нададе децата си от сонара. От летливите мишки към делфините, от делфини до риба, птици, плъхове, мишки, маймуни, до морски свинчета, резервоари оказаха изследователи с техните устройства, навсякъде намирам ултразвук. Животните използват ехолокация за ориентация в пространството и да определят местоположението на обектите, главно с високочестотни звукови сигнали. Най-развитите в прилепите и делфините, тя се използва и за обхващането му, няколко вида сладородни (печати), птици (гушаро, салагани и др.).

Произходът на ехолокацията при животни остава неясен; Вероятно е възникнало като подмяна на визията в онези, които живеят в тъмните пещери или дълбините на океана. Вместо лека вълна за местоположение, се използва звук.

Този метод на ориентация в пространството позволява на животните да откриват обекти, да ги разпознават и дори ловуват при условия на пълно отсъствие на светлина, в пещери и на значителна дълбочина.

Ултразвук - Еластични високочестотни звуци. Човешкото ухо възприемат еластичните вълни, простиращи се с честота приблизително 16-20 kHz; Високочестотните колебания са ултразвук (за водещия лимит). Обикновено ултразвуковият обхват се счита за честотна лента от 20 000 до мили от милиарда Hz. Звуковите колебания с по-висока честота се наричат \u200b\u200bхиперзвуков. В течности и твърди вещества звуковите трептения могат да достигнат 1000 GHz

Въпреки че съществуването на ултразвукови учени е било известно от дълго време, практическото използване в науката, технологиите и индустрията започна сравнително наскоро. Сега ултразвукът се използва широко в различни области на физиката, технологията, химията и медицината.

Източници на ултразвук

Честотата на ултразвуковите ултразвукови вълни, използвани в промишлеността и биологията, се крие в диапазона от около няколко MHz. Фокусирането на такива лъчи обикновено се извършва с помощта на специални звукови лещи и огледала. Ултразвуков лъч с необходимите параметри може да се получи с помощта на подходящ конвертор. Най-често срещаните керамични преобразуватели от титанит барий. В случаите, когато основната стойност е мощността на ултразвуковия лъч, често се използват механични източници на ултразвук. Първоначално всички ултразвукови вълни бяха получени чрез механичен път (тотови, свирки, сирени).

В природата Нейт се намира като компонент на много естествен шум (в шума на вятъра, водопад, дъжд, в шума на камъчета, подвижен с морето, при звуци, придружаващи гръмотевични пунктове и др.), И сред звуците на животинския свят. Някои животни използват ултразвукови вълни за откриване на препятствия, ориентация в пространството.

Ултразвуковите емитери могат да бъдат разделени на две големи групи. Първият включва генератори Emitters; Колебанията в тях са развълнувани поради наличието на препятствия по пътя на постоянния поток - газовата струя или течност. Втората група излъчватели - електроакустични преобразуватели; Те трансформират вече флуктуации в електрическо напрежение или ток в механичното колебание на твърдото тяло, което излъчва околен свят Акустични вълни. Примери за излъчватели: Галтън, свирка, течна и ултразвукова свирка, сирена.

Разпределение на ултразвук.

Ултразвуковото разпределение е процесът на движение в пространството и във времето на смущения, които се появяват в звукова вълна.

Звуковата вълна се разпространява в вещество в газообразно, течно или твърдо състояние, в същата посока, в която се появява частиците на това вещество, тоест причинява деформация на средата. Деформацията се крие във факта, че има последователен разряд и компресия на определени обеми на средата, а разстоянието между две съседни зони съответства на дължината на ултразвуковата вълна. Колкото по-голямо е специфичната акустична резистентност на средата, толкова по-голяма е степента на компресия и изпускането на средата с тази амплитуда на трептенията.

Средните частици, участващи в предаването на енергията на вълната, се колебаят близо до позицията на тяхното равновесие. Скоростта, с която частиците осцилират близо до средното равновесни позиции, се нарича осциластен

скорост.

Дифракция, смущения

При размножаване на ултразвукови вълни, са възможни явления на дифракция, смущения и отражения.

Дифракцията (изоставянето на вълни на препятствията) се случва, когато дължината на ултразвуковата вълна е сравнима (или повече) с размера на препятствието по пътя. Ако препятствието в сравнение с дължината на акустичната вълна е голямо, тогава няма дифракционен феномен.

С едновременно движение в тъканта на няколко ултразвукови вълни в определена точка на средата може да се получи суперпозицията на тези вълни. Такова припокриване на вълните един на друг носи често срещано име смущения. Ако, в процеса на преминаване през биологичен обект, ултразвукови вълни пресичат, след това в определен момент от биологичната среда, има увеличение или отслабване на трептенията. Резултатът от смущенията ще зависи от пространственото съотношение на фазите на ултразвукови трептения в този момент на средата. Ако ултразвуковите вълни достигат до определен разрез на средата в същите фази (Syphase), тогава преместванията на частиците имат същите признаци и намесата в такива състояния допринася за увеличаване на амплитудата на ултразвукови трептения. Ако ултразвуковите вълни стигат до определена област в антифаза, преместването на частиците ще бъде придружено от различни признаци, което води до намаляване на амплитудата на ултразвуковите колебания.

Интерференцията играе важна роля за оценката на явленията, произтичащи от тъканите около ултразвуковия емитер. Намесата в разпространението на ултразвукови вълни в противоположни посоки е особено важно след размисъл от препятствието.

Абсорбция на ултразвукови вълни

Ако средата, в която се разпространява ултразвукът, има вискозитет и топлинна проводимост или има и други вътрешни процеси на триене, след това, когато вълната се разпространява, звукът се абсорбира, т.е. тъй като ултразвуковите колебания се отстраняват от източника, той става по-малко, както и енергията, която енергията, която носят. Средната, в която се разпределя ултразвукът, взаимодейства с енергия, преминаваща през нея и част от нея абсорбира. Преобладаващата част от абсорбираната енергия се превръща в топлина, по-малка част причинява необратима в предаваното вещество. структурни промени. Абсорбцията е резултат от триенето на частиците един от друг, в различни среди той е различен. Абсорбцията също зависи от честотата на ултразвуковите трептения. Теоретично абсорбцията е пропорционална на квадратния квадрат.

Стойността на абсорбцията може да се характеризира с коефициента на поглъщане, който показва как се променят ултразвуковата интензитет в облъчената среда. С нарастващата честота се увеличава. Интензивността на ултразвуковите трептения в средата се намалява чрез експоненциално право. Този процес се дължи вътрешно триене, топлопроводимост на абсорбиращата среда и нейната структура. Той приблизително характеризира величината на полумепоглъщащия слой, който показва на каква степен интензитетът на вибрациите намалява два пъти (или по-точно с 2.718 пъти или 63%). Палма при честота, равна на 0.8 MHz средните стойности на полумепоглъщащия слой за някои тъкани са: мастна тъкан - 6.8 cm; Мускулен - 3.6 cm; Мазнина и мускулната тъкан заедно - 4.9 cm. С увеличаване на ултразвуковата честота, стойността на полупоглъщащия слой намалява. Така че при честота от 2.4 MHz интензивността на ултразвука, преминаваща през мазнината и мускулната тъкан, намалява два пъти на дълбочина 1,5 cm.

В допълнение е възможна анормална абсорбция на ултразвукови колебания в някои честотни диапазони - зависи от особеностите на молекулярната структура на тази тъкан. Известно е, че 2/3 от ултразвуковата енергия избледнява молекулярно ниво и 1/3 на нивото на микроскопични структури от плат.

Дълбочина на проникването на ултразвукови вълни

Под дълбочината на проникване на ултразвук те разбират дълбочината, при която интензитетът намалява наполовина. Тази стойност е обратно пропорционална на абсорбцията: Колкото по-силен е средната абсорбира ултразвук, толкова по-малък е разстоянието, на което ултразвучният интензитет е отслабен наполовина.

Разпръскване на ултразвукови вълни

Ако има хетерогенност в средата, тогава се появява разпръскване на звука, което може значително да промени простия модел на ултразвуково разпространение и в крайна сметка, също така причинява затихването на вълната в началната посока на разпределение.

Пречупване на ултразвукови вълни

Тъй като акустичната устойчивост на меките тъкани на човек леко се различава от съпротивлението на водата, може да се приеме, че на интерфейса (епидермис - дерма - фасцията - мускул) ще се наблюдава рефракцията на ултразвукови вълни.

Отражение на ултразвуковите вълни

Ултразвукова диагноза се основава на отражението. Размисълът се среща в трансграничните райони на кожата и мазнините, мазнините и мускулите, мускулите и костите. Ако ултразвукът се насърчава от препятствие, когато се разпространи, тогава има отражение, ако препятствието не е достатъчно, тогава ултразвукът е сякаш е засилен. Нехомогенността на тялото не причиняват значителни отклонения в сравнение с дължината на вълната (2 mm), те могат да бъдат пренебрегвани с техния размер (0.1-0.2 mm). Ако ултразвукът на пътя му е изтласкан до органите, размерите на които са по-големи от дължината на вълната, след това се появява рефракцията и отражението на ултразвука. Най-силното отражение се наблюдава при границите на костта - заобикалящите тъкани и тъкани са въздухът. Въздухът има малка плътност и има почти пълно отражение на ултразвука. Отражението на ултразвуковите вълни се наблюдава на границата на мускула - периостем - кост, на повърхността на кухите органи.

Работещи и стоящи ултразвукови вълни

Ако, в размножаването на ултразвукови вълни, в средата не се образуват течащи вълни. В резултат на загубата на енергия, асоцилаторните движения на средните частици постепенно избледняват и се намират допълнителни частици от излъчващата повърхност, толкова по-малка е амплитудата на техните колебания. Ако по пътя на размножаване на ултразвукови вълни има тъкани с различни специфични акустични съпротивления, ултразвуковите вълни от граничната част са отразени в една или друга степен. Налагането на падане и отразени ултразвукови вълни може да доведе до постоянни вълни. За появата на стоящи вълни разстоянието от повърхността на емитер към отразяващата повърхност трябва да бъде много половина от дължината на вълната.

Въведение

1. Ултразвук на дивата природа

2. Echocholeng.

3. Видове природни сонари

4. Докосването помага на летливи мишки, за да се избегнат препятствия

5. прилепи рибари

6. А прилепите грешат

7. CRYS в бездната

8. Радар на водния слон

Заключение

Литература

Въведение

1. Ултразвук на дивата природа

Мастни козели или Гуачаро, както се наричат \u200b\u200bв Америка, живеят в пещерите на Перу, Венецуела, Гвиана и остров Тринидад. Ако се опитате да ги посетите, да се покланяте на търпението и главните стълби и електрически лампи. Също така е необходимо за известно познаване на основите на алпинизма, защото козите гнезди гнездят в планините и често да стигнат до тях, трябва да се изкачите по чистите скали.

2. Echo Peleng.

От физическа гледна точка, всеки звук е осцилаторни движения, които се простират вълнода в еластична среда.

3. Видове природни сонари

Скриване на подковите. Някои от тях живеят в юг от нашата страна - в Крим, в Кавказ и в Централна Азия. Джантите са кръстени зад бедрата по лицето, под формата на кожен двоен пръстен на подкова око, заобикалящ ноздри и уста. Ръстите не са декорации на празен ход: това е един вид корен, водещ звуков сигнали с тесен лъч до другата страна, където изглежда прилепът. Обикновено животното виси надолу по главата си и се обръща (почти триста шестдесет градуса!) Това е правилно, след това наляво, усещайки звука на квартала. Тазобедрените стави в тропически пчелни пита са много гъвкави, затова могат да направят своите артистични завои. Веднага след като полето на локатора им получи комар или бръмбар, самолетът без самостоятелно шофиране се разпада от клона и започва в преследване за запалим, тогава имате предвид храна.

4. Докосването помага на летливи мишки, за да се избегнат препятствия

За да разрешите този интересен проблем, учените са дошли почти едновременно в различни страни.

Това наблюдение подаде на диограф, за да направи следния експеримент. Сложи глава на шепотна хартиена капачка. Отпред, взех точно на рицаряния шлем, малката врата се отвори в шапката и затворена.

Диограф публикува наблюденията си през 1940 година. А през 1946 г. съветският учен професор А. П. Куякин започва поредица от преживявания над летливи мишки. Той сложи устата и ушите си с пластилинната си пластилин и пусна в стая с въжета, опънати по и през и през въжетата - почти всички животни не можеха да летят. Експериментаторът е инсталиран интересен факт: прилепите, първо черени в помещения за тестов полет с отворени очи, "многократно и с голяма сила, веднага след като птиците са хванати, удариха стъклото на предупрежденията." Това се случи през деня. Вечерта, със светлината на електрическата лампа, мишката вече не се натъкна на стъклото. Така че, през деня, когато се вижда, прилепите се доверяват повече на зрението от другите сетива. Но визията на летливи мишки много изследователи не бяха склонни да не придават значение.

5. прилепи рибари

Малка червенокоса нощна светлина започва шокиращия си звук с честота близо до деветдесет килонеца и го завършва с четиридесет и пет килонеца. За две хилядни от секундата, докато нейната "Creek" трае, сигналът работи по честотната скала два пъти най-дългата от целия спектър на звуци, възприеман от човешкото ухо! В "Писък" около петдесет звукови вълни, но между тях няма две равни дължина. Такава честота модулира "писъци" следва десет или двадесет всяка секунда. Приближавайки се към препятствието или на бягството на комар, прилепът участва си сигналите си. Сега не е 12 и 200 пъти в секунда.

Въпреки това, Доналд Грифин изчисли, че manochable рибар се връща от водата само четири пъти по-малко от обикновени прилеп, ехо-ехо насекоми във въздуха. Това не е толкова лошо. Освен това, ако приемем, че сонарите на прилепите поток насекоми не два метра, както предполагаше при изчисленията му, и вече от два метра осемдесет сантиметра (което е напълно възможно), интензивността на сигнала за връщане ще бъде същата и в двете - А в рибаря и в Комаролов.

6. А прилепите грешат

7. CRYS в бездната

ехолокация Ехолеген Радар за делфин

И може би диша, а ларинксът ще служи еднакво на предавателната система на сонара.

8. Радар на водния слон

Сред многобройните свещени животни от древен Египет беше една риба, която има напълно уникални способности.

Оказва се, че природата е надала воден слон с невероятен орган - радар!

Посланието за необичайните свойства на Мормрус е направено през 1953 г. от Източна Африка Ихтиологичен институт. Персоналът на Института забеляза, че лимирусът, съдържащ се в аквариума, започна да бърза безспорно, когато някой обект с висока електрическа проводимост се понижава във водата, като например парче тел. Изглежда, че Mormar има способността да усеща промени в електромагнитното поле, развълнувани от електрическото си тяло? Анатомас изследва рибата. Клонове на двойката на големи нерви се състояха по гърба му от мозъка към основата на гръбния перка, където, разклонена на малки клонки, завършиха в тъкани на равни интервали. Очевидно е поставен орган, причиняващ отразени радиовълни. Mormar с конвертирани нерви, обслужващи това тяло, загубена чувствителност към електромагнитно излъчване.

Mormirus живее в дъното на реките и езерата и се хранят с ларвите на насекомите, които премахва дългите челюсти от утайката, сякаш пинсети. По време на търсенето на храна рибата е заобиколена от гъст облак от преувеличени утайки и не вижда нищо наоколо. Капитаните на корабите на собствения си опит знаят колко незаменими в такива условия радарът.

Mormar не е единственият в светлината на "живия радар". Прекрасното радио повишено внимание е открито и в опашката на електрическата змия в Южна Америка, "батериите", от които те развиват рекордно напрежение на ток - до петстотин волтове, и според някои данни до осемстотин волта!

Всичко обясни много просто: в самия край на ай айгената, учените откриха електрическо "око", като Mormirus.

Заключение

Литература

1. Морозов v.p. забавно биоакуст. Ед. 2-ри, добавяйте., Pererab. - m.: Знание, 1987 г. - 208 стр. + 32 s. вкл. - стр. 30-36.