蝙蝠和雷达蝙蝠与雷达的资料
【原文】
蝙蝠是在夜里飞行的,还能捕捉飞蛾和蚊子;而且无论怎么飞,从来没见过它跟什么东西相撞,即使一根极细的电线,它也能灵巧地避开。难道它的眼睛特别敏锐,能在漆黑的夜里看清楚所有的东西吗?
为了弄清楚这个问题,一百多年前,科学家做了一次试验。在一间屋子里横七竖八地拉了许多绳子,绳子上系着许多铃铛。他们把蝙蝠的眼睛蒙上,让它在屋子里飞。蝙蝠飞了几个钟头,铃铛一个也没响,那么多的绳子,它一根也没碰着。
科学家又做了两次试验:一次把蝙蝠的耳朵塞上,一次把蝙蝠的嘴封住,让它在屋子里飞。蝙蝠就像没头苍蝇似的到处乱撞,挂在绳子上的铃铛响个不停。
三次不同的试验证明,蝙蝠夜里飞行,靠的不是眼睛,它是用嘴和耳朵配合起来探路的。
【原理】
声音是由物体振动产生的,人讲话是靠声带的振动发声。声音共分为两类:可听见的声音,不可听见的声音;不可听见的声音又分为超声波和次声波;它们是按照声音振动的频率(或者说振动的快慢)来划分的;人的耳朵可以听见的声音振动是有一个范围的(20-20000赫兹),大于这个范围或者小于这个范围时的声音,人耳是听不见的。
蝙蝠的视力在夜晚很弱,但它嘴巴发出的声音就是振动非常快的声音,所以人耳是听不见的,也就是超声波。当超声波遇到障碍物时,它就会重新向四面八方反射回来,然后用耳朵接收这个声音,再根据路程,速度,时间的关系推算出障碍物离自己的距离,以及障碍物的方位;蝙蝠是可以听见超声波的;
注意:蝙蝠咬架时发出的声音是人能听到的,属于可听见的声音,不是超声波。
仿生学是研究生物系统的结构和性质,以为工程技术提供新的设计思想及工作原理的科学,属于生物学和技术学相结合的交叉学科。只要生物有奇特的本领,就成为仿生学所涉猎的目标,现已发展出昆虫仿生学、海洋生物仿生学、设计仿生学、化学仿生学、分子仿生学等。仿生学的研究成果被广泛运用于军事、医学、制造、航空等方面,涉及到各种类型的科学领域,与人类的生产、生活、未来发展有着十分密切的关系。它作为一门独立的
学科,形成于20世纪60年代。
人们就是根据蝙蝠利用超声波判断障碍物的方位的原理,发明了雷达。
雷达是利用极短的无线电波进行探测的装置。无线电波传播时遇到障碍物就能反射回来,雷达就根据这个原理,把无线电波发射出去再用接收装置接收反射回来的无线电波,这样就可以测定目标的方向、距离、大小等,接收的电波映在指示器上可以得到探测目标的影像。雷达在使用上不受气候条件的影响,广泛应用在军事、天文、气象、航海、航空等方面。
事实上雷达的发明早于蝙蝠回声定位能力的科学发现。1888年,赫兹已经可以用仪器产生无线电波。1917年罗伯特·沃特森·瓦特成功设计雷暴定位装置,这标志着雷达的诞生。而直到1930年美国两位大学生将蝙蝠带进了大学物理实验室,才偶然发现了蝙蝠可以发出超声波。
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