二年级语文上册第八单元31回声知识链接回声定位和蝙蝠仿生素材鲁教版素材

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1、回声定位和蝙蝠仿生第二次世界大战期间，德军制定了一个叫“海狮行动”的军事计划，动用2000架飞机突然袭击伦敦，企图一举摧毁英国。为了保证这次空袭成功，事前派遣了一个特工小组潜入英国，破坏英国雷达网中心。在这个危急时刻，英国反间谍人员及时破获了这个特工小组，使英国能够以1000架战斗机在雷达的监测下，击退了当时不可一世的德国空军。事后，英国首相丘吉尔在向全国广播时说：“1000名皇家空军挽救了英国”。这次战役，英军能够以少胜多，当然是由于英国皇家空军的英勇奋战，但是，雷达在其中显示的威力也起着很大的作用。雷达和声纳都是人为的监测设备。雷达是用电磁波的反射发现目标并测定其位置的电子设备；声纳是利用

2、声波的反射探测目标和测距的仪器。远在人类利用雷达和声纳千百万年前，在自然界，不少动物，如蝙蝠、海豚等早已在应用它们自身的声纳系统来定位、捕食、绕过障碍和逃避敌害。而且在结构的精致，效应的灵敏等很多方面都是目前人工雷达和声纳系统还办不到的。虽然人为的雷达和声纳是对一些动物回声定位的一种迟到的仿生，但是，深入研究一些动物的回声定位势必会给完善人为的雷达和声纳许多有益的借鉴。物体振动才能发声，声音以波的形式在媒介中传播，当声波碰到障碍物时就会反射回来，反射回来的声波传入耳朵就是回声。如果回声到达耳朵比原来的声音滞后0.1秒以上，就能把回声与原来的声音区分开来。因此，根据声速和回声滞后时间就能测出发声

3、体与目标之间的距离。人耳能听到的振动频率范围约在2020000赫兹之间。因此，把低于20赫兹的声波称次声波，高于20000赫兹的声波称超声波。利用回声定位的蝙蝠能发出和听到的超声波超过每秒150000次振动，这样高的频率的声波，如果人耳能听得到，就会有震耳欲聋的感觉。蝙蝠发出的声波是极短促的，还不到千分之一秒长，而且是不连续的，并以脉冲的形式发射出来，这样可使发出的声波有较大的能量，也容易听清不连续的回声。有不少蝙蝠如菊头蝠科和蹄蝠科等在鼻部有复杂的鼻叶，是由鼻子周围的皮肤褶瓣形成，鼻叶沿鼻孔围成一圈，就像喇叭筒一样，这样就能把超声波集中成一狭窄的波束发射出去，使它传得更远。从鼻叶的着生部位来

4、看，可能这些蝙蝠的超声是从喉头发生经由鼻孔发出的。蝙蝠不仅能调制声波的振幅，改变声音的强度，也能调制频率。一只蝙蝠飞行中每秒重复它的叫声20次，但是当收到有用的回波后，立即会兴奋起来，发出每秒200次以上的脉冲，进行确切地探测。有些蝙蝠在外耳基部有一片皮肤瓣叫做“耳屏”，种类不同耳屏的形状也不同。值得注意的是，一般有复杂鼻叶的蝙蝠大多数都没有耳屏，而有耳屏的一般都没有复杂的鼻叶。这样就不免使人联想到一个问题：如果鼻叶同声音的发射有关，那么，耳屏是不是同回声的接收有关。研究过蝙蝠的人都知道，菊头蝠科的蝙蝠的外耳特别大。即使是倒挂着的时候，它们的双耳都在不停地向各个方向微微颤动，这显然是在收集声波

5、的动作。此外，它们的股关节特别柔韧，倒挂时几乎能作360弯曲。蝙蝠的内耳也很大，两个耳蜗占据了后颅腔很大位置。耳蜗螺旋韧带很发达，在近鼓阶处还有一个螺旋板，这些结构都使蝙蝠对回声的接收具有高灵敏度的基础。声音是会被干扰的，蝙蝠抗干扰的能力非常强。人造的声学仪器当噪声强度与它发出的声波强度之比为11时就开始失灵了。但是，实验证明：在一间布满细铁丝的暗房内，用噪声去干扰一只蝙蝠的飞行，即使噪声和信号声之比高到1001时，蝙蝠飞行照样不会碰撞细丝。很多蝙蝠都有聚群的习性，一个山洞中聚集有千万只蝙蝠是常有的事，如此多的蝙蝠同时发出的超声波而彼此不受干扰又是多么令人羡叹！由于声波透过空气和水这一界面时，从水中物体返回到空中接收到的回声声波几乎下降了100万倍以上，因此，从空中收听来自水中的回波是很难的。但是，一种食鱼的兔唇蝠就能从空中探测到水中的鱼，并能把握住最好时机，俯冲下来将鱼抓获。当然兔唇蝠是贴水低飞觅食的，这样可以减少声波通过水面时的损失。最令人不可思议的是现代的声纳和雷达装置，重量以吨为计算单位，体积以百立方米计，而一只盘翼蝠的头和体长只有3452毫米，平均体重只有4.2克。要知道这还不是最小的蝙蝠。就在这样小的一个躯体内竟装置有如此精密的声纳系统，难道不值得人们去深入研究！