二年級語文上冊 第八單元 31《回聲》知識鏈接：回聲定位和蝙蝠仿生素材 魯教版 素材

1、回聲定位和蝙蝠仿生第二次世界大戰(zhàn)期間，德軍制定了一個叫“海獅行動”的軍事計劃，動用2000架飛機突然襲擊倫敦，企圖一舉摧毀英國。為了保證這次空襲成功，事前派遣了一個特工小組潛入英國，破壞英國雷達網(wǎng)中心。在這個危急時刻，英國反間諜人員及時破獲了這個特工小組，使英國能夠以1000架戰(zhàn)斗機在雷達的監(jiān)測下，擊退了當時不可一世的德國空軍。事后，英國首相丘吉爾在向全國廣播時說：“1000名皇家空軍挽救了英國”。這次戰(zhàn)役，英軍能夠以少勝多，當然是由于英國皇家空軍的英勇奮戰(zhàn)，但是，雷達在其中顯示的威力也起著很大的作用。雷達和聲納都是人為的監(jiān)測設(shè)備。雷達是用電磁波的反射發(fā)現(xiàn)目標并測定其位置的電子設(shè)備；聲納是利用

2、聲波的反射探測目標和測距的儀器。遠在人類利用雷達和聲納千百萬年前，在自然界，不少動物，如蝙蝠、海豚等早已在應(yīng)用它們自身的聲納系統(tǒng)來定位、捕食、繞過障礙和逃避敵害。而且在結(jié)構(gòu)的精致，效應(yīng)的靈敏等很多方面都是目前人工雷達和聲納系統(tǒng)還辦不到的。雖然人為的雷達和聲納是對一些動物回聲定位的一種遲到的仿生，但是，深入研究一些動物的回聲定位勢必會給完善人為的雷達和聲納許多有益的借鑒。物體振動才能發(fā)聲，聲音以波的形式在媒介中傳播，當聲波碰到障礙物時就會反射回來，反射回來的聲波傳入耳朵就是回聲。如果回聲到達耳朵比原來的聲音滯后0.1秒以上，就能把回聲與原來的聲音區(qū)分開來。因此，根據(jù)聲速和回聲滯后時間就能測出發(fā)聲

3、體與目標之間的距離。人耳能聽到的振動頻率范圍約在2020000赫茲之間。因此，把低于20赫茲的聲波稱次聲波，高于20000赫茲的聲波稱超聲波。利用回聲定位的蝙蝠能發(fā)出和聽到的超聲波超過每秒150000次振動，這樣高的頻率的聲波，如果人耳能聽得到，就會有震耳欲聾的感覺。蝙蝠發(fā)出的聲波是極短促的，還不到千分之一秒長，而且是不連續(xù)的，并以脈沖的形式發(fā)射出來，這樣可使發(fā)出的聲波有較大的能量，也容易聽清不連續(xù)的回聲。有不少蝙蝠如菊頭蝠科和蹄蝠科等在鼻部有復(fù)雜的鼻葉，是由鼻子周圍的皮膚褶瓣形成，鼻葉沿鼻孔圍成一圈，就像喇叭筒一樣，這樣就能把超聲波集中成一狹窄的波束發(fā)射出去，使它傳得更遠。從鼻葉的著生部位來

4、看，可能這些蝙蝠的超聲是從喉頭發(fā)生經(jīng)由鼻孔發(fā)出的。蝙蝠不僅能調(diào)制聲波的振幅，改變聲音的強度，也能調(diào)制頻率。一只蝙蝠飛行中每秒重復(fù)它的叫聲20次，但是當收到有用的回波后，立即會興奮起來，發(fā)出每秒200次以上的脈沖，進行確切地探測。有些蝙蝠在外耳基部有一片皮膚瓣叫做“耳屏”，種類不同耳屏的形狀也不同。值得注意的是，一般有復(fù)雜鼻葉的蝙蝠大多數(shù)都沒有耳屏，而有耳屏的一般都沒有復(fù)雜的鼻葉。這樣就不免使人聯(lián)想到一個問題：如果鼻葉同聲音的發(fā)射有關(guān)，那么，耳屏是不是同回聲的接收有關(guān)。研究過蝙蝠的人都知道，菊頭蝠科的蝙蝠的外耳特別大。即使是倒掛著的時候，它們的雙耳都在不停地向各個方向微微顫動，這顯然是在收集聲波

5、的動作。此外，它們的股關(guān)節(jié)特別柔韌，倒掛時幾乎能作360°彎曲。蝙蝠的內(nèi)耳也很大，兩個耳蝸占據(jù)了后顱腔很大位置。耳蝸螺旋韌帶很發(fā)達，在近鼓階處還有一個螺旋板，這些結(jié)構(gòu)都使蝙蝠對回聲的接收具有高靈敏度的基礎(chǔ)。聲音是會被干擾的，蝙蝠抗干擾的能力非常強。人造的聲學儀器當噪聲強度與它發(fā)出的聲波強度之比為11時就開始失靈了。但是，實驗證明：在一間布滿細鐵絲的暗房內(nèi)，用噪聲去干擾一只蝙蝠的飛行，即使噪聲和信號聲之比高到1001時，蝙蝠飛行照樣不會碰撞細絲。很多蝙蝠都有聚群的習性，一個山洞中聚集有千萬只蝙蝠是常有的事，如此多的蝙蝠同時發(fā)出的超聲波而彼此不受干擾又是多么令人羨嘆！由于聲波透過空氣和水這一界面時，從水中物體返回到空中接收到的回聲聲波幾乎下降了100萬倍以上，因此，從空中收聽來自水中的回波是很難的。但是，一種食魚的兔唇蝠就能從空中探測到水中的魚，并能把握住最好時機，俯沖下來將魚抓獲。當然兔唇蝠是貼水低飛覓食的，這樣可以減少聲波通過水面時的損失。最令人不可思議的是現(xiàn)代的聲納和雷達裝置，重量以噸為計算單位，體積以百