Презентация, доклад к элективному курсу по физике на тему Эхо. Природные сонары (9класс)

Ладзаро Спалланцане сделал вывод: летучие мыши ориентируются в темноте при помощи слуха.

В 1938 году американские исследователи Г. Пирс и Д. Гриффин, применив специальную аппаратуру, установили, что великолепная ориентировка летучих мышей в пространстве и, в частности, в полной темноте связана с их способностью воспринимать эхо.

воспринимать звуки частотой от 16 до 20 000 Гц. Для него не доступен как мир инфразвуков (с частотами ниже 16 Гц), так и ультразвуков (с частотами выше 20 000 Гц).

если они доходят до слушателя не одновременно, а с промежутком времени 1/15 с.
Условия для возникновения четкого эхо:
концентрация звуковой энергии в каком-то направлении;
достаточно короткий сигнал (длительность сигнала должна быть меньше времени которое потребуется звуку, чтобы пройти расстояние от источника до отражающей поверхности и обратно ).

расстояниях от источника звука (наблюдателя)

Многократное эхо

эхо возникает, а жарким днем его нет?
Акустическая неоднородность приповерхностных слоев воздуха, приводит к рефракции звуковых лучей – они искривляются, поэтому эхо не возникает. Вечером приповерхностный воздух оказывается прогретым равномерно, он акустически однороден, поэтому искривление звуковых лучей не происходит и эхо наблюдается.

навигация и определение дальности.

20000 герц, то есть ультразвуки, недоступные уху человека.
Локатор летучих мышей высокоточен, надежен и ультраминиатюрен. Он всегда находится в рабочем состоянии и во много раз эффективнее всех локационных систем, созданных человеком.

С помощью такого ультразвукового "видения" летучие мыши обнаруживают в темноте натянутую проволоку диаметром 0,12-0,05 мм, улавливают эхо, которое в 2000 раз слабее посылаемого сигнала, на фоне множества звуковых помех могут выделять полезный звук, то есть только тот  диапазон, который им нужен.
Летучие мыши издают звуки высотой в 50 000-60 000 Гц и воспринимают их.

Сонары летучих мышей

ноздри, которые окружены кожистыми выростами на подобии рупоров.

Устройство сонаров различно у разных видов летучих мышей:

(до 150 кГц), чем человек (до 15-18 кГц), и слышит звуки, мощность которых в 10-30 раз ниже, чем у звуков, доступных слуху человека, каким бы хорошим ни было зрение  дельфина  , его возможности ограничены из-за невысокой прозрачности воды.

Эхо локация у дельфинов как и у летучих мышей осуществляется на ультразвуковых частотах. Дельфин способен воспринимать даже очень слабые эхо сигналы в сильнейшем шуме.

Сонар дельфинов

для восприятия ультразвуковых сигналов отраженных от объектов).
Слух кругового обзора (предназначен для восприятия «обычных» звуков заполняющих окружающее пространство).

у кашалотов,  которые используют их  для поиска  скоплений глубоководных кальмаров. Сонар кашалота своеобразная дальнобойная пушка", имеющая длину до 5 м и занимающая почти треть тела животного.

Эхолокация обнаружена у обитающих в Америке птиц гуахаро.
Их сонары менее совершенны, чем у летучих мышей и дельфинов. Они работают в интервале от 1500 до 2500Гц Поэтому гуахаро  не замечают в темноте объектов, имеющих небольшие размеры. В пещерах гуахаро очень шумно. Птицы издают зловещие пронзительные крики, напоминающие плач и стоны.

Другие природные сонары

океана. У разных видов саланганов сонары работают на разных частотах: 2000 до 7000 Гц. Любопытно, что когда птица сидит, её эхолокационный аппарат не работает; локационные импульсы посылаются только в полете (при взмахивании крыльями). Не работает сонар саланганов и на свету.

Другие природные сонары