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自然科学

蝙蝠“听声辨位”是怎么炼成的

发布日期:2021/5/11 10:49:11      来源:武汉科技报      作者:
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      提起仿生学,不能忽略人类在发现利用超声波过程中两次对蝙蝠的学习过程。1793年意大利科学家纳扎罗,对蝙蝠在黑夜里飞行感到十分好奇。于是他便捉来了一些蝙蝠实验,他先是蒙上蝙蝠的眼睛再次堵上他的鼻子,结果发现蝙蝠还是能够自由的在黑暗中飞行,然后他把蝙蝠的耳朵也堵上,发现他从墙上掉落了下来。于是他总结出蝙蝠是利用听觉飞行的,可在寂静的夜晚哪里来的声音呢?走进武汉科技馆信息展厅超声波展项,探索其间的秘密吧!

      蝙蝠头部的口鼻部上长着被称作“鼻状叶”的结构,在周围还有很复杂的特殊皮肤皱褶,这是一种具有发射超声波功能的装置,能连续不断地发出高频率超声波。蝙蝠是靠气流运动引起声带的振动而发声的。蝙蝠能发出频率高于2万赫兹的超声波,人类听到的声波频率约在16~2万赫兹的范围内,对这种频率的声音只能望尘莫及。常看见倒挂在树枝上的蝙蝠,不停地转动着嘴和鼻子。其实,它每秒钟在向周围发出10~20个信号,每个信号约包含50个声波振荡,信号中不会出现两种完全相同的频率。以昆虫为食的蝙蝠在不同程度上都有回声定位系统,因此有“活雷达”之称。借助这一系统,它们能在完全黑暗的环境中飞行和捕捉食物,在大量干扰下运用回声定位而不影响正常的呼吸。如果碰到障碍物或飞舞的昆虫时,这些超声波就能反射回来,然后由它们超凡的大耳廓所接收,使反馈的讯息在它们微细的大脑中进行分析。这种超声波探测灵敏度和分辩力极高,使它们根据回声不仅能判别方向,为自身飞行路线定位,还能辩别不同的昆虫或障碍物,进行有效的回避或追捕。蝙蝠正是靠着准确的回声定位和柔软的皮膜,在空中盘旋自如,甚至还能运用灵巧的曲线飞行,不断变化发出超声波的方向,以防昆虫干扰它的信息系统,乘机逃脱的企图。
      超声波设备在后来发展的还有很多类型,而蝙蝠是我们学习超声波技术的老师。爱护野生动物,保护野生动物,就是保护人类自己。

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