Вопрос Что общего между дельфинами и летучими мышами?

 

Игровой номер 2f800

Номинация 9 класс

Вопрос 1. Что общего между дельфинами и летучими мышами?

Общее между дельфинами и летучими мышами то, что они используют ультразвук (для общения и навигации).

Долгое время люди поражались способности летучих мышей ориентироваться в полной темноте. Зверьков запускали в комнату, где часто-часто были натянуты проволочки с колокольчиками, готовыми отозваться мелодичным звоном на малейшее касание, — но они молчали. Рукокрылым залепляли глаза — зверьки продолжали ловко лавировать между преградами. И только когда им залепили ушки, раздался перезвон — летуны перестали чувствовать проволоку. Тогда-то и родилась догадка: летучие мыши «видят» во тьме ушами.

Окончательно разгадка была получена, когда в такую комнату поместили прибор, принимающий и усиливающий ультразвук. Оказалось, что зверьки беспрестанно издают звуки очень высокой частоты, способные отражаться от самых мелких предметов. Частота этих звуков составляет 30-70 килогерц: для сравнения можно указать, что, например, человек не может ни воспроизводить голосом, ни воспринимать звуки частотой выше 20 килогерц. Вот почему мы не слышим голоса охотящихся летучих мышей, считаем их «безмолвными созданиями».

Интересно, что звуки эти не непрерывные, а импульсные: образно говоря, летучая мышь как бы трещит, издавая серию очень коротких, в сотую долю секунды, резких «щелчков». Отражаясь от препятствия, голос летящего зверька эхом возвращается к нему. А тому остается по характеру отраженной звуковой волны определить, то ли впереди препятствие, и тогда успеть увернуться, то ли насекомое, и тогда сманеврировать и схватить добычу.

Общий принцип эхолокации един, но используют его разные летучие охотники несколько различным образом. Например, ночница или вечерница испускает ультразвук открытым ртом: образно говоря, она все время «кричит» — правда, таким невероятно писклявым голосом, что человеку зверька не слышно. Но это вовсе не значит, что голос летучей мыши тих: напротив, зверек «звучит» так громко, что если бы наше ухо могло воспринимать этот звук, мы бы услышали нечто вроде грохота поезда в туннеле метро. А у подковоносов пучок ультразвуковых волн излучается через ноздри при закрытом рте: наверное, для его фокусировки этим летучим мышам и служат странные украшения на голове.

Как же летучая мышь улавливает ультразвуком свою жертву? Летящий зверек постоянно прислушивается к звукам, которые издают крылья насекомых. В этот момент он лишь время от времени испускает слабый ультразвук, особенно не напрягая свои голосовые связки, да и уши тоже. Но вот настороженное ухо летучей мыши «донесло»: на расстоянии 2-3 метров возможная добыча. Тут же на полную мощь включается ультразвуковой эхолокатор, зверек начинает преследование, крутясь в воздухе вслед за пытающейся ускользнуть жертвой. На расстоянии 50-60 сантиметров от нее интенсивность звука усиливается, импульсы становятся короче, чтобы как можно точнее определить местоположение быстро летящего и постоянного маневрирующего насекомого. Перед решающим броском, когда охотника и его добычу в ночном воздухе разделяют считанные сантиметры, «треск» летучей мыши превращается буквально в истеричный «визг», настолько высоки и часты следующие один за другим импульсы.

Нетопырь-карлик — охотник на мелких мошек и комариков — просто врывается в «нащупанную» эхолокацией стайку насекомых и начинает вертеться там, хватая первую попавшуюся мошку прямо ртом. А остроухая ночница, жертвы которой — крупные насекомые, сбивает добычу крылом и при необходимости подхватывает в «карман», образованный межбедренной перепонкой. Всё, охота завершена, жук или бабочка тут же на лету съедается, зверек опять переходит в режим спокойного «крейсерского» полета.

Не только летучие мыши используют столь изощренный способ ориентации в пространстве и для охоты. Он доступен еще и многим дельфинам. Зрение у этих морских зверей никудышное, поэтому они обнаруживают в воде предметы, испуская и воспринимая высокочастотные звуки, состоящие из серии очень коротких, в десятые-сотые доли секунды, импульсов.

Подвешенный в бассейне шарик диаметром около сантиметра дельфин видит на расстоянии не более 3 метров, а «слышит» благодаря эхолокации за 10-13 метров. Но это далеко не предел: в открытом море стая афалин как-то обнаружила барьер из алюминиевых труб за 350 метров! В воде с помощью зрения это невозможно было сделать даже теоретически, так что остается предполагать одно: дельфины пользовались эхолокацией.

Когда дельфин плавает спокойно, он издает звуки частотой 10-15 импульсов в секунду, Но стоит ему услышать всплеск воды от играющей на поверхности рыбы, он тут же устремляется на звук и начинает интенсивно лоцировать: частота ультразвука достигает 200, а затем и 500 импульсов в секунду. При этом он постоянно поводит из стороны в сторону головой, чтобы точнее определить положение привлекшего его внимание объекта. А если по каким-либо причинам возникают звуковые помехи, животное увеличивает интенсивность ультразвука — старается «перекричать» источник постороннего шума.

Особенно активно эхолокацией пользуются речные дельфины, обитающие в больших реках — Амазонке, Янцзы, Ганге. Вода в них мутная, так что зрение вообще никакого значения не имеет: и действительно, глаза у этих дельфинов меньше, чем у их морских родичей, у некоторых даже без хрусталика. Зато, например, у гангского дельфина кости на лбу разрастаются таким странным образом, что образуют некое подобие «рефлектора», способствующего, наверное, фокусировке пучка ультразвуковых волн.

Ученым удалось смастерить первый прибор, с помощью которого человек сможет “поговорить“ с дельфином. Устройство способно совершенно точно фиксировать форму звуковых волн в воде. А ведь сообщения, передаваемые дельфинами, заключаются именно в форме пространственной структуры, которую образуют в воде звуковые волны. Таков принцип дельфиньего языка.

По мнению ученых, дельфины в процессе эволюции научились “декодировать“ звуковые данные, что они получают от сородичей с помощью своего эхолокатора — ультразвукового луча. С помощью разработанного учеными приспособления человек также сможет постигнуть смысл передаваемых сообщений. Джон Рейд, один из создателей говорит, что процесс напоминает расшифровку египетских иероглифов.

«Существует достаточно свидетельств того, что дельфины способны „видеть“ с помощью звука, примерно так же, как люди могут видеть нерожденное дитя в утробе матери с помощью ультразвукового аппарата. Наш прибор позволяет понять, что именно дельфины „видят“ с помощью звука», — комментирует разработку исследователь дельфинов из Флориды Джек Кассевитц.

Вопрос 2. С помощью какого прибора и как современные рыбаки узнают о наличии косяка рыб?

Ультразвук известен человеку довольно-таки давно с 1830 года, когда ученый из Франции Савар исследовал верхнюю границу звуковых колебаний слышимых человеком. Но вот массовое применение данных об ультразвуке началось с 1916 года, когда опять, же французский физик Ланжевен создал ультразвуковой кварцевый прибор для обнаружения подводных лодок и измерения глубины водоемов. С тех пор появились и другие области применения ультразвука: в медицине, в электронике, в биологии и др.

Эхолот – это прибор. предназначенный для измерения глубины водоема, распознавания рельефа дна и определения наличия рыбы. Для проведения анализа подводных просторов эхолоты используют датчики, которые посылают ультразвуковые волны посредством одного или нескольких лучей и принимают отзеркаленные сигналы назад. На основе данных о времени прохождения этих волн и выводятся данные о глубине, рельефе и структуре дна, наличие разного рода препятствий на пути следования лучей, которые позже идентифицируются – рыба, подводные камни и т. д. Эхолоты используются также для поиска косяков рыбы, определения типа грунта.

Какие преимущества дает использования эхолота? ^ Эхолот выведет на экран полезную информацию, которая позволит рыбаку экономить время, силы и нервы. Если раньше приходилось просиживать долгое время в ожидании поклева, прикармливать рыбу и надеяться на удачу, то теперь достаточно включить эхолот, который определит, стоит ли тратить время на этом месте или нужно поискать другое.

Помимо обнаружения косяков рыб, в эхолоте скрыты многие другие полезные функции: определения глубины – многие рыбы отличаются любовью к большей глубине, другие, напротив, живут высоко – благодаря этой функции можно без труда вычислить место, больше всего подходящее для успешного забрасывания удочки.

Определения рельефа и структуры дна также является важной характеристикой. Одним нажатием на кнопку можно узнать, какой грунт на дне водоема – это важно, прежде всего, дайвингистам и охотникам за специальными породами рыб, которые предпочитают особенный грунт.

Эхолот – это разновидность гидролакатора.

^ Принцип работы гидролокатора

Аппаратурный комплекс для определения с помощью акустических сигналов положения подводных и плавучих объектов. Главными элементами гидролокатора являются подводный излучатель мощного акустического сигнала и чувствительный приемник, реагирующий даже на слабые отражения этого сигнала от погруженных в воду объектов. Конструируются оба эти элемента с таким расчетом, чтобы их компоновка в локаторе обеспечивала определение направления на отражающий объект и расстояния до него. На подводных лодках и надводных судах гидролокаторы служат основными - а зачастую и единственными - средствами сбора информации об условиях и обстоятельствах под морской поверхностью.

Гидролокатор. или сона? р. (англ. sonar. аббревиатура от SOund Navigation And Ranging ) — средство звукового обнаружения подводных объектов с помощью акустического излучения. В Великобритании до 1948 г. использовалось название «асдик» (англ. ASDIC. аббревиатура от Allied Submarine Detection Investigation Committee ).

 



  • На главную