Що вміє ультразвук? Балакучий світ безмовності. Ехолокація в природі. Дивовижний світ звуку. І.Клюкін Ехолокація і назва схожих приладів

ехолокації ехолокації

у тварин (від грец. echo - звук, відгомін і лат. locatio - розміщення), випромінювання і сприйняття відображених, як правило, ви сокочастотних звукових сигналів з метою виявлення об'єктів (видобутку, перешкоди та ін.) в просторі, а також отримання інформації про їх властивості і розмірах. Е.- один із способів орієнтації тварин і біокомунікації. Е. розвинена у кажанів, дельфінів, у деяких птахів і землерийок. У кажанів ультразвук генерується в гортані особливими надгортанних зв'язками (можливо, і голосовими теж) і потім через відкритий рот або ніздрі направлено випромінюється в навколишнє середовище. Сприймаються ультразвукові імпульси слуховий системою, к-раю має ряд морфологич. особливостей. Е. ефективна у них на відстані до 18 м. У дельфінів звуки, ймовірно, виробляються вібрацією перегородок або складок носових мішків (по ін. Версії - в гортані). Дельфіни і кажани генерують ультразвукові імпульси частотою до 150-200 кГц, тривалість сигналів зазвичай від 0,2 до 4-5 мс. Птахи, що живуть в печерах (гуахаро, салангани), за допомогою Е. орієнтуються в темряві; вони випромінюють низькочастотні сигнали в 4-7 кГц. У дельфінів і кажанів, крім загальної орієнтації, Е. служить для визначення просторів. положення цілі, в т. ч. видобутку, физиол. система (аналізатор) тварини, що забезпечує Е., отримала в біол. літературі назв. сонарним, або сонара (англ. sonar - абревіатура слів «sound navigation and randing» - «звукове наведення і визначення відстані» - так називався ехолокатор, що застосовувався для виявлення підводних об'єктів

.(Джерело: «Біологічний енциклопедичний словник.» Гл. Ред. М. С. Гіляров; Редкол .: А. А. Бабаєв, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзін і ін. - 2-е изд., Исправл . - М .: Сов. Енциклопедія, 1986.)

ехолокація

Особливий спосіб біооріентаціі і біокомунікації тварин (нічних метеликів, кажанів, птахів, зубчастих китів, ластоногих). Ехолокація дозволяє здійснювати складні рухи при поганій видимості або в повній темряві. Тварини генерують звукові імпульси (птиці від 4 до 7 кГц, а дельфіни до 200 кГц), сприймають відображення (відлуння) від навколишніх предметів органами слуху. За допомогою ехолокації тварини полюють (кажани, птиці та ін.), Спілкуються (дельфіни), захищаються від нападу (нічні метелики сем. Ведмедиць мають генератор ультразвукових перешкод для кажанів).

.(Джерело: «Біологія. Сучасна ілюстрована енциклопедія.» Гл. Ред. А. П. Горкіна; М .: Росмен, 2006.)

Синоніми:

Дивитися що таке "ехолокації" в інших словниках:

Ехолокація ... Орфографічний словник-довідник

- (відлуння і лат. Locatio «положення») спосіб, за допомогою якого положення об'єкта визначається за часом затримки повернень відбитої хвилі. Якщо хвилі є звуковими, то це звуколокацію, якщо радіо радіолокація. ... ... Вікіпедія

Ехолотірованіе, локація Словник російських синонімів. ехолокація ім., кол під синонімів: 2 локація (3) ... Словник синонімів

ехолокація- у тварин, див. Біоехолокація. Екологічний енциклопедичний словник. Кишинів: Головна редакція Молдавської радянської енциклопедії. І.І. Дід ю. 1989. Ехолокація (від відлуння і лат. Locatio розміщення) здатність некіт ... Екологічний словник

Ехолокації, у тварин здатність орієнтуватися по звуку. Найкраще це знаходить свій вираз у кажанів і китів. Тварини випускають ряд коротких звуків високої частоти і по відображенню луни судять про наявність перешкод навколо себе. Кажани і ... ... Науково-технічний енциклопедичний словник

ехолокація- Метод вимірювання глибини моря або озера, в минулому за допомогою лота, опускається на тросі, нині за допомогою ехолота. Syn .: зондування ... Словник з географії

I Ехолокація (від Ехо і лат. Locatio розміщення) у тварин, випромінювання і сприйняття відображених, як правило, високочастотних, звукових сигналів з метою виявлення об'єктів в просторі, а також отримання інформації про властивості і ... ... Велика Радянська Енциклопедія

Ж. Орієнтування в просторі за допомогою відбитого ультразвуку. Тлумачний словник Єфремової. Т. Ф. Єфремова. 2000 ... Сучасний тлумачний словник російської мови Єфремової

ехолокація- ехолок ація, і ... Російський орфографічний словник

ехолокація- ехолока / ція, і ... Разом. Окремо. Через дефіс.

книги

Цікаве волноведеніе. Хвилювання і коливання навколо нас, Претор-Пінней Гевін. Г. Претор-Пінні захоплююче і запросто знайомить усіх бажаючих з теорією хвиль, а також з тим, яке значення хвилі мають в нашому повсякденному житті. Вас чекає подорож навколо світу за ...

Система орієнтування в просторі

напрямок:

виконавець: Учень 10 класу Дмитро Тюкалов

керівник: Амінов Євген Віталійович

вчитель фізики

Вступ. 3

Глава I. Ехолокація. 4

I.1. Історія. 4

I.2. Принципи ехолокації. 4

I.3. Способи застосування. 5

I.5. Принцип вимірів. 12

I.6. Види приладів. 13

Глава II. Arduino. 14

II.1. Застосування. 14

II.2. Мова програмування. 14

II.3. Відмінності від інших платформ. 14

Висновок. 18

Список літератури та Інтернет-джерел. 18

Додаток. 19

Вступ

У наш час люди поступово розробляють пристрої, які полегшують наше життя. І звичайно без орієнтування вони б були неповноцінні. У даній роботі ми докладно розглянемо один з видів орієнтування - ехолокація. Об'єктом мого дослідження є орієнтування за способом ехолокації, який ми розглядаємо на прикладі автономного устрою, створеного на базі Ардуіно. Проблема ж полягає в тому зручний і ефективний він.

Метою даної роботи стало:виявлення плюсів і мінусів орієнтування за принципом відлуння локації.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити такі завдання:

1. Вивчити суть явища.

2. Дослідити автономний пристрій Ардуіно.

3. Створення пристрою.

4. Написання програми.

5. Тестування в різних умовах.

6. Знайти гідне застосування.

Дана проблема не розроблялася в минулому, Але саме явище відлуння локації було розглянуто П'єром Кюрі в 1880 р, а застосування її в життя стало можливими завдяки Олександру Бему в 1912 році. Він створив перший в світі ехолот.

Я припускаю, Що орієнтування за принципом відлуння локації вельми ефективно і зможе допомагати людям в небезпечних для життя ситуаціях.

Глава I. Ехолокація

Я б хотів почати з далека, а саме з визначення:

Ехолокація (відлуння і лат. Locatio - «положення») - спосіб, за допомогою якого положення об'єкта визначається за часом затримки повернень відбитої хвилі. Якщо хвилі є звуковими, то це звуколокацію, якщо радіо - радіолокація.

I.1. Історія

Ехолокація як явище в робототехніці і механіці прийшло з біології. Її відкриття пов'язане з ім'ям італійського натураліста Ладзаро Спаланцані. Він звернув увагу на те, що кажани вільно літають в абсолютно темній кімнаті, не зачіпаючи предметів. У своєму досвіді він засліпив кілька тварин, однак і після цього вони літали нарівні зі зрячими. Колега Спалланцани Ж. Жюріна провів інший досвід, в якому заліпив воском вуха кажанів, - і звірята натикалися на всі предмети. Звідси вчені зробили висновок, що кажани орієнтуються по слуху. Однак ця ідея була висміяна сучасниками, оскільки нічого більшого сказати не можна - короткі ультразвукові сигнали в той час ще було неможливо зафіксувати.

Вперше ідея про активну звуковий локації у кажанів була висловлена в 1912 році Х. Максимом. Він припускав, що кажани створюють низькочастотні ехолокаційні сигнали помахами крил з частотою 15 Гц.

Про ультразвуку здогадався в 1920 році англієць Х. Хартрідж, що відтворював досліди Спалланцани. Підтвердження цьому знайшлося в 1938 році завдяки Біоакустика Д. Гриффину і фізику Г. Пірсу. Гріффін запропонував назву ехолокація для іменування способу орієнтації кажанів за допомогою ультразвуку.

I.2. принципи ехолокації

Ехолокація починається з ультразвуку, так дізнаємося ж про нього побільше.

Як і багато інших фізичних явищ, УЗ-хвилі зобов'язані своїм відкриттям нагоди. У 1876 р англійський фізик Френк Гальтон, вивчаючи генерацію звуку свистками особливої конструкції (резонаторів Гельмгольца), що носять тепер його ім'я, виявив, що при певних розмірах камери звук перестає бути чутним. Можна було припустити, що звук просто не випромінюється, однак Гальтон зробив висновок, що звук не чути тому, що його частота стає занадто високою. Крім фізичних міркувань, на користь цього висновку свідчила реакція тварин (передусім собак) на застосування такого свистка.

Очевидно, що випромінювати ультразвук за допомогою свистків можна, але не дуже зручно. Ситуація змінилася після відкриття п'єзоефекту П'єром Кюрі в 1880 р, коли з'явилася можливість випромінювати звук, не можуть провітрювати резонатор потоком повітря, а подаючи на п'єзокристал змінна електрична напруга. Однак, незважаючи на появу досить зручних джерел і приймачів ультразвуку (той же п'єзоефект дозволяє перетворювати енергію акустичних хвиль в електричні коливання) і на величезні успіхи фізичної акустики як науки, пов'язаної з такими іменами, як Вільям Стреттен (лорд Релей), ультразвук розглядався в основному як об'єкт для вивчення, але не для застосування.

I.3. способи застосування

Наступний крок був зроблений в 1912 р, коли всього через два місяці після загибелі «Титаніка» австрійський інженер Олександр Бемстворив перший в світі ехолот. Уявіть собі, як могла змінитися історія! З цього часу і до теперішнього часу УЗ-гидролокация залишається незамінним інструментом для надводних і підводних кораблів.

Ще один принциповий зрушення в розвитку УЗ-техніки був зроблений в 20-і рр. XX ст .: в СРСР були проведені перші експерименти по прозвучу суцільного металу ультразвуком з прийомом на протилежному краю зразка, причому реєструє техніка була влаштована так, що можна було отримувати двовимірні тіньові зображення тріщин в металі, подібні рентгенівським (Трубка С.А.Соколова).Так почалася УЗ-дефектоскопія, що дозволяє «побачити невидиме».

Очевидно, що застосування ультразвуку не могло обмежитися лише технічними додатками. У 1925 р видатний французький фізик Поль Ланжевен,займався оснащенням флоту ехолотом, досліджував проходження ультразвуку через м'які тканини людини і вплив ультразвукових хвиль на організм людини. Той же С.А.Соколовв 1938 р отримав перші томограми руки людини «на просвіт». А в 1955 р англійські інженери Ян Дональді Том Браунпобудували перший у світі УЗ-томограф, в якому людина занурювався в ванну з водою, а оператор з УЗ-випромінювачем і УЗ-приймачем повинен був обходити об'єкт досліджень по колу. Вони ж вперше застосували до людини принцип ехолокації і отримали не просвітні, а відбивну томограму.

Наступні п'ятдесят років (практично до наших днів) можна охарактеризувати як епоху проникнення ультразвуку у всілякі області технічної і медичної діагностики і застосування ультразвуку в технологічних областях, де він дозволяє зробити найчастіше то, що неможливо в природі. Але про це докладніше.

Мабуть, найбільш важливим застосуванням ехолокації в техніці є неруйнівний контроль конструкцій (металевих, бетонних, пластмасових) для виявлення в них дефектів, викликаних механічними навантаженнями. У найпростішому випадку дефектоскоп - це ехолокатор, на екрані якого відображається ехограма. Переміщаючи УЗ-датчик по поверхні контрольованого вироби, можна виявляти тріщини. Зазвичай дефектоскоп забезпечується набором УЗ-перетворювачів, що дозволяють вводити ультразвук в матеріал під різними кутами, і звуковою сигналізацією перевищення порога відбитим ехосигнали.

Серед металоконструкцій найбільш важливим об'єктом неруйнівного контролю є залізничні рейки. Незважаючи на значні успіхи впровадження засобів автоматики, на залізницях Росії найбільш поширений ручний контроль. Багатоканальний ехолокатор встановлюється на знімну візок, яку штовхає оператор. УЗ-датчики встановлюються в лижі, що ковзають по поверхні кочення рейок. Для забезпечення акустичного контакту на візку встановлюються баки з контактної рідиною (влітку - вода, взимку - спирт). І крокують тисячі операторів по всіх залізницях, штовхаючи візки, в сніг і дощ, в спеку і мороз ... Вимоги до конструкції апаратури високі - прилади повинні працювати в діапазоні температур від -40 до +50 ° С, бути пилевлагонепроніцаемимі, працювати від акумулятора. Перші вітчизняні рейкові дефектоскопи в СРСР були створені 50 років тому проф. А.К.Гурвічемв Ленінграді. Розвиток обчислювальної техніки дало можливість в останнє десятиліття створити автоматизовані дефектоскопи, що дозволяють не тільки виявити дефект, але і записати всю ехограму пройденого шляху для перегляду інформації, її зберігання і подальшого аналізу в спеціальних центрах. Один з таких приладів - АДС-02 - був створений співробітниками нашого ІПФ РАН спільно з фірмою «Медуза» і випускається серійно Нижньогородським заводом ім. М.Фрунзе. До теперішнього часу більше 300 приладів працюють на російських залізницях, допомагаючи виявляти в рік по кілька тисяч так званих гострих дефектів,кожен з яких може стати причиною аварії. За застосування сучасних комп'ютерних технологій дефектоскоп АДС-02 отримав в 2005 р 1-е місце на міжнародному конкурсі розробників вбудованих систем в Сан-Франциско (США).

УЗ-товщиноміри застосовуються для безперервних вимірювань товщини листа (сталевого, скляного) при виробництві, а також товщини об'єкта, до якого є доступ лише з одного боку (наприклад, товщини стінки ємності або труби). Тут часто доводиться мати справу з дуже малими затримками, тому для підвищення точності вимірювань застосовують зациклення ехолокатора: перший прийнятий ехосигнал відразу ж запускає передавач для випромінювання наступного імпульсу і т.д., при цьому вимірюють час затримки, а частоту запуску.

Ехолоти, розвиток яких почалося майже сто років тому, використовуються зараз на найрізноманітніших об'єктах, від надводних і підводних військових кораблів до надувних човнів рибалок-любителів. Застосування комп'ютерів дозволило не просто відображати на екран ехолота профіль дна, але і розпізнавати тип об'єкту, що відображає (риба, грузило, згусток мулу і т.п.). За допомогою ехолотів складаються карти профілю шельфу, були виявлені добові коливання глибини розташування шару планктону в океані.

На відміну від рентгенівських і ЯМР-томографів (а також перших «просвітні» УЗ-приладів) сучасні прилади для УЗ-дослідження органів (УЗД) працюють в такому ж режимі, як і їх аналоги в технічній діагностиці, тобто виявляють кордону розділу середовищ з різними акустичними характеристиками. Різниця між властивостями м'яких тканин не перевищує 10%, і лише кісткові тканини дають майже 100% -ве відображення. Таким чином, майже все багатство інформації, одержуваної медичними УЗ-приладами, полягає в аналізі цих слабких сигналів.

Одне з перших застосувань одновимірної локації в медицині - УЗ-ехоенцефалоскопію. Ідея його проста: отримують ехограми внутрішньочерепних структур при зондуванні голови в скроневій області зліва і справа. Поява внутрішньочерепних ушкоджень (гематом, пухлин) призводить до порушення симетрії ехограм, і таких пацієнтів легко виділити і направити на більш детальне і дороге обстеження.

Застосування ультразвуку в кардіології призвело до розвитку важливою для УЗД технології - подання ехограми в координатах глибина-час, коли амплітуда сигналу представляється рівнем сірого. Це дозволило почати систематичні неінвазивні дослідження руху внутрішніх структур серця і великих судин і отримати нову важливу фізіологічну інформацію. Наприклад, було доведено, що поперечний переріз аорти не змінюється, як припускали раніше лікарі.

Перші кардіологічні прилади були одновимірними, і для дослідження різних структур доводилося повертати датчик під різними кутами. Згодом вдалося автоматизувати цей процес, і сучасні УЗ-прилади стали ехотомографамі, тобто дозволяють отримувати двовимірні перерізи досліджуваної області організму і спостерігати за швидким рухом структурних елементів серця - клапанів, перегородок. У разі ж нерухомих структур все набагато простіше. Перші УЗ-томограми були отримані, коли не було складної електроніки і комп'ютерів, правда, для цього доводилося занурювати людини в ванну з водою і обходити з одновимірним датчиком по колу. Зараз застосовують методи інтерференції коливань від безлічі маленьких елементів, що дозволяють управляти напрямком УЗ-пучка. Таке УЗ-дослідження (УЗД) органів і тканин стало звичайною процедурою, незрівнянно більш дешевої, ніж інші види томографії.

У той же час залишилися приватні застосування одновимірної УЗ-локації. Одним з них є вимірювання товщини жирової підшкірної прошарку, що дозволяє оцінювати показник ступеня ожиріння, наприклад, BFI. Цей метод реалізований в приладі Bodymetrix2000 - спільної російсько-американської розробки, який зараз застосовується в салонах краси і фітнес-клубах по всьому світу.

Мабуть, найбільш цікавими з складних сучасних приладів для УЗ-медичної діагностики є тривимірні системи. У цих системах УЗ-пучок повертається в двох взаємно перпендикулярних напрямках, а прийняті ехосигнали обробляються так, щоб отримати зображення суцільний поверхні об'єкту, що знаходиться всередині організму людини, будь то внутрішній орган або ембріон. Якщо збір і обробка інформації відбуваються досить швидко, то можна спостерігати за рухом об'єкта в реальному масштабі часу, наприклад, вивчати поведінку ще не народженої дитини, його реакції і т.п., Мабуть, єдине питання тут - забезпечення безпеки, тобто підтримання інтенсивності УЗ-випромінювання на рівні 50-100 мВт / см2.

А. М. Рейман,
, ІПФ РАН, м Нижній Новгород

Що вміє ультразвук?

Введення і передісторія

Почнемо з визначення: «Ультразвук (УЗ) - пружні коливання і хвилі, частота яких перевищує 15-20 кГц. Верхня межа УЗ-частот обумовлена фізичною природою пружних хвиль і досягає 1 ГГц ». За цим коротким визначенням ховається величезний світ акустики, що вражає різноманітністю фізичних явищ, оригінальністю технічних рішень, так і самою можливістю «почути нечутне».

Як і багато інших фізичних явищ, УЗ-хвилі зобов'язані своїм відкриттям нагоди. У 1876 р англійський фізик Френк Гальтон,вивчаючи генерацію звуку свистками особливої конструкції (резонаторів Гельмгольца), що носять тепер його ім'я, виявив, що при певних розмірах камери звук перестає бути чутним. Можна було припустити, що звук просто не випромінюється, однак Гальтон зробив висновок, що звук не чути тому, що його частота стає занадто високою. Крім фізичних міркувань, на користь цього висновку свідчила реакція тварин (передусім собак) на застосування такого свистка.

Свисток Гальтона (резонатор Гельмгольца)

Очевидно, що випромінювати ультразвук за допомогою свистків можна, але не дуже зручно. Ситуація змінилася після відкриття п'єзоефекту П'єром Кюрів 1880 р, коли з'явилася можливість випромінювати звук, не можуть провітрювати резонатор потоком повітря, а подаючи на п'єзокристал змінна електрична напруга. Однак, незважаючи на появу досить зручних джерел і приймачів ультразвуку (той же п'єзоефект дозволяє перетворювати енергію акустичних хвиль в електричні коливання) і на величезні успіхи фізичної акустики як науки, пов'язаної з такими іменами, як Вільям Стреттен (лорд Релей),ультразвук розглядався в основному як об'єкт для вивчення, але не для застосування.

УЗ-томограма тріщини в металі

УЗ-томограма руки

Ехолокація в техніці

Найпростіший вид ехолокації - одновимірний. Імпульс напруги подається на випромінюючий елемент (генератор), той направляє в середу короткий акустичний імпульс. Якщо на шляху звукової хвилі зустрічається перешкода (межа розділу шарів з різними акустичними властивостями, наприклад, тріщина в металі), то частина сигналу відбивається і може бути прийнята датчиком, найчастіше розміщених там же, де і випромінювач. Сигнал перетвориться в електричний, посилюється і з'являється на екрані.

До принципом дії одновимірного УЗ-локатора

Вимірюючи час запізнювання прийнятого імпульсу щодо ізлучённого τ і знаючи швидкість звуку в середовищі c, Можна визначити відстань Lдо відбивача: L = cτ / 2. Очевидно, що в реальних умовах доводиться вживати заходів до того, щоб ехолокатор не показував слабкі цілі для виключення помилкового спрацьовування. Для цього існують процедури оцінки мінімального порогового рівня чутливості виявлення. Крім того, розумно обмежитися деякою зоною інтересу по L, Виключивши з неї ближню зону, де завжди є потужні перешкоди, і далеку зону, де корисний сигнал стає порівняємо по амплітуді з шумами. Якщо до цього додати управління посиленням прийнятого сигналу (причому його можна зробити залежним від дальності, щоб компенсувати ослаблення сигналу з відстанню), ми отримаємо універсальний ехолокатор, який з невеликими варіаціями може бути використаний для вирішення безлічі завдань технічної та медичної діагностики.

Піонери ультразвукової локації: Ф.Гальтон, А.Бем, С.А.Соколов, Т.Брауні Я.Дональд

У ехолокаційної техніці можна виділити кілька великих класів - рівнеміри, товщиноміри, ехолоти, дефектоскопи. Розрізняються вони в основному алгоритмами використання одержуваної акустичної інформації, тоді як основою для кожного з них як і раніше є описаний вище одновимірний ехолокатор. Наприклад, якщо поставити УЗ-зонд (в якому знаходяться випромінює і приймальний елементи) на днище закритій ємності з рідиною, вдасться виміряти її рівень, не заглядаючи в ємність, де може перебувати отруйна або вогненебезпечна речовина. Якщо ж нам невідомі акустичні властивості цієї рідини, можна поставити другий, так званий опорний,зонд на бічну стінку цієї ємності і визначати рівень рідини по відношенню часів запізнювання вертикального і горизонтального сигналів. Прикладом такого рівнеміра є вимірювач рівня одоранту природного газу (меркаптана) в ємності, яка завжди закрита, та ще й закопана в землю.

УЗ-прилади: зліва- УЗ-рівнемір; справа вгорі- УЗ-дефектоскоп для неруйнівного контролю маленьких деталей; внизу- УЗ-товщиномір

Рейковий УЗ-дефектоскоп АДС-02

Гостродефектні рейок на зламі

Стаття підготовлена за підтримки компанії «МегаЗабор». Якщо Ви вирішили придбати якісний і надійний паркан, який простоїть багато років, то оптимальним рішенням стане звернутися в компанію «МегаЗабор». Компанія «МегаЗабор» займається продажем і установкою зборів різної довжини висоти і складності конструкції і вже встигла зарекомендувати себе як якісний постачальник послуг. Більш детальну інформацію Ви зможете знайти на сайті www.Megazabor.Ru.

Що таке ехолокація і у яких тварин виявлена здатність до ехолокації, Ви дізнаєтеся з цієї статті.

Що таке ехолокація?

Ехолокація - цеспосіб, який допомагає визначити положення необхідного об'єкта по періоду затримки повернень відображеної хвилі. Походить від латинського слова «location», що позначає «положення».

У яких тварин виявлена здатність до ехолокації?

Цією здатністю володіють:

Летючі миші

Ехолокація у кажанів допомагає їм орієнтуватися в просторі і полювати на різноманітних комах. Тварини видають звук, а після ловлять сигнал, що виходить від перешкод з якими він стикається. Дані звуки являють собою локаційні сигнали коротких ультразвукових імпульсів з частотою 20 - 120 кГц. Також кажани можуть на час вимикати свій «відлуння приймач» для перезарядки імпульсного передавача.

дельфіни

Дельфіни ехолокацію використовують тільки вночі. В цей час доби вони, як правило, харчуються і використовують свою здатність для пошуку кальмарів або риби. Довжина локаційного сигналу - афаліни - складають 3,7 м. Ехолокація у дельфінів являє собою специфічні, високочастотні клацання, які натикаючись на будь-який предмет, дають тваринам інформацію про них. Звук повертається до них у вигляді луни і передається через зовнішній слуховий прохід, слухові кісточки, нижню щелепу. Афаліна здатна ідентифікувати навіть найменші об'єкти на великих відстанях. Цікаво, що такий сигнал визначає навіть м'ячик з розміром на відстані в 113 м. Дельфін за допомогою свого сигналу може визначити живий або неживий предмет перед ним.

кити

Коли в воді пухке дно або багато рослинності, то видимість дуже погана. Тому тварини, що полюють під водою, розраховують не на своє зір, а на іншу здатність. Ехолокація у китів допомагає їм сприймати навколишнє середовище. Ехолокація китів розвинена досить добре. Чого тільки варті знамениті «пісні» цих мешканців вод.

Крім того, ехолокація розвинена у морських свиней, землерийок, тюленів, птахів саланганов і гуахаро, нічні метелики совки.

Вчені до цих пір не здогадуються - як сталася та розвинулася ехолокація у тварин. Вони дотримуються думки, що вона виникла в якості заміни зору у тих особин, які живуть в глибинах океану або темних печерах. Світлова хвиля була замінена звуковий. Ехолокацією володіють не тільки тварини, а й в якійсь мірі, людина. Почувши звук, він здатний приблизно визначити м'якість стін приміщення, його обсяг і так далі.

Сподіваємося, що з цієї статті Ви дізналися, що таке ехолокація і які тварини здатні до ехолокації.

Повідомлення на тему:

«ЕХО, ехолоти,

ехолокації »

Робота учнів 9 В класу

Косогорова Андрія

СШ № 8 МО РФ

м Севастополь

ВІДЛУННЯ(Від імені німфи Ехо в давньо-грецької міфології), хвиля (акустична, електромагнітна та ін.), Відбита від перешкоди і прийнята спостерігачем. Акустичне ехо можна спостерігати, наприклад., При відображенні звукового імпульсу (стуку, короткого уривчасто крику і т. Д.) Від добре відображають поверхонь. Відлуння помітно на слух, якщо прийнятий і посланий імпульси розділені інтервалом часу t 5 = 50-60 мсек. Відлуння стає багаторазовим, якщо є кілька, що відбивають (поблизу групи будинків, в горах і т. Д.), Звук від яких приходить до спостерігача в моменти часу, що розрізняються на інтервали t 50-60 мсек. Гармонич. відлуння. виникає при розсіюванні звуку з широким спектром частот на перешкоди, розміри яких малі в порівнянні з довжинами хвиль, що становлять спектру. У приміщенні окремі численні луна зливаються в суцільний відгомін, називається реверберацією. Відлуння може служити засобом виміру відстані від джерела сигналу до відбиває об'єкта: г = ст / 2, де т - проміжок часу між посилкою сигналу і поверненням Ехо., А з - швидкість поширення хвиль в середовищі. На цьому принципі засновані різні застосування луна-сигналів. Акустичне ехо застосовується в гидролокациі, а також в навігації, де для вимірювання глибини дна застосовують ехолоти. Електромагнітним відлуння користуються в радіолокації; відбиваючись від іоносфери, воно дозволяє здійснювати короткохвильовий радіозв'язок на великі відстані і судити про властивості іоносфери. Принцип луна-хвилі починає застосовуватися і в оптичному діапазоні електромагнітних хвиль, що генеруються квантовим оптичним генератором. Пружні хвилі, що поширюються в земній корі, відбиваючись від шарів різних гірських порід, утворюють сейсмічне луна., Цим користуються для пошуку родовищ копалин. За допомогою Ехо вимірюється глибина свердловин ( «ехометріро-вання» свердловин), висота рівня рідини в баках (ультразвукові рівнеміри). Відлуння-методи широко застосовуються в ультразвукової дефектоскопії. Акустичне ехо. для деяких тварин (кажанів, дельфінів, китів і ін.) служить засобом орієнтування і пошуку видобутку (див. Локація звукова).

ехолокації(Від відлуння і лат. Locatio - розміщення) у тварин, випромінювання і сприйняття відображених, як правило, високочастотних, звукових сигналів з метою виявлення об'єктів в просторі, а також отримання інформації про властивості і розмірах лоціруемих цілей (видобутку або перешкоди). Ехо-один із способів орієнтації тварин в просторі. Відлуння розвинене у летючих мишей і дельфінів, виявлена у землерийок, ряду видів ластоногих (тюлені), птахів (салангани і деякі ін.). У дельфінів і кажанів Ехо заснована на випромінюванні ультразвукових імпульсів частотою до 130-200 кГц при тривалості сигналів звичайно від 0,2 до 4-5 мсек, іноді більше. За допомогою луни дельфіни навіть із закритими очима можуть знаходити їжу не тільки вдень, але і вночі, визначати глибину дна, близькість берега, поринуті предмети. Їх ехолокаційні імпульси людина сприймає як скрип дверей, що повертається на на іржавих петлях. Властива ехолокація вусатим китам, що видає сигнали з частотою лише до декількох кілогерц, поки не з'ясовано.

Звукові хвилі дельфіни посилають направлено. Жирова подушка, що лежить на щелепних і межчелюстних кістках, і увігнута передня поверхня черепа діють як звукова лінза і рефлектор: вони концентрують сигнали, що випромінюють повітряними мішками, і у вигляді звукового пучка направляють їх на лоцируємий об'єкт.

У птахів, що живуть в темних печерах (гуахаро і салангани), використовується для орієнтації в темряві; вони випромінюють низькочастотні сигнали в 7-4 кГц. У дельфінів і кажанів, крім загальної орієнтації, відлуння служить для визначення просторів, положення цілі, розмірів, а в ряді випадків - і розпізнавання обличчя мети. У згаданих ссавців часто служить важливим засобом пошуку і видобутку об'єктів харчування.

Літ .: Айрапетьянц Е. Ш., Константинов А. І., Ехолокація в природі, 2 вид., Л., 1974. Р. Н. Симкин. Ехолокації, один із способів звукової локації, при якому відстань до об'єкта визначається за часом повернення луна-сигналу.

ехолоти(Від відлуння і лот), навігаційний прилад для автоматичного вимірювання глибини водойм за допомогою гідроакустичних луна-сигналів. Зазвичай в днище судна встановлюється вібратор, до якого періодично подаються від генератора електричні імпульси, що перетворюються їм в акустичні, що розповсюджуються в обмеженому тілесному куті вертикально вниз. Відбитий дном акустичний імпульс приймається тим же вібратором, який перетворить його в електричний. Після посилення імпульс надходить на індикатор глибини, що відзначає відрізок часу (в сек) від моменту посилки імпульсу до моменту повернення відлуння від дна і перетворює його в візуальні свідчення або запис глибини h = ст / 2 у м, де швидкість звуку з = 1500 м / сек. Тривалість імпульсів - від 0,05 до 20 мсек з частотою заповнення від 10 до 200 кГц. Малі тривалості і високі частоти використовуються при вимірах малих глибин, великі тривалості і низькі частоти-при вимірюванні великих глибин. Вібратором може служити магнітострикційні перетворювач або пьезокерамический. В якості індикаторів глибин застосовуються проблискові покажчики з обертається неонової лампочкою, спалахує в момент прийому луна-сигналу; стрілочні, електроннопроменеві і цифрові покажчики, а також самописці, що записують вимірювані глибини на рухомій паперовій стрічці електротермічним або електрохімічним методом. Ехолот виготовляються на різні інтервали глибин, в межах від 0,1 до 12 000 м і працюють при швидкостях ходу судна до 30 вузлів (55 км / ч) і навіть більше. Похибка Ехолоту від 1% до сотих часток відсотка. Ехолот використовуються також для пошуку косяків риби, підводних човнів, для дослідження звукорассеівающіх шарів, визначення типу грунту, стратифікації донних опадів і інших гідроакустичних вимірювань. У 1958 р на радянському судні «Витязь» ехолотом виявлена і точно виміряти максимальна глибина (11 022 м) Світового океану в Маріїнській западині в західній частині Тихого океану. До ідеї ехолота незалежно і практично одночасно прийшли відразу кілька людей: німецький інженер А.Бем з Данцига (Гданська), американський інженер Р. А. професії-ден, французький фізик П. Ланжевен і інженер Костянтин Васильович Шиловський (1880-1952) з Рязані , який працював у Франції. Ланжевен і Шиловський створили ще й перший гідролокатор

Див. Гідроакустики.

Літ .: Федоров І. І., Навігаційні ехолоти, М.-Л., 1948; його ж, Ехолоти і інші гідроакустичні засоби, Л., 1960; Толмачов Д., Федоров І., Навігаційні ехолоти, «Техніка і озброєння», 1977, № 1. І.І. Федоров.

Ехоенцефалографія(Від відлуння і енцефалографія), ультразвукова енцефалографія, метод дослідження головного мозку за допомогою ультразвуку. Заснований на властивості ультразвуку відбиватися від кордонів середовищ (структурних утворень мозку) різної щільності. Основний діагностичний критерій (запропонований в 1955-56 швед, лікарем Л. Лекселлом) - відхилення серединного відлуння, або М-луни (М - від позднелат. Ті-dialis - серединний), що є віддзеркаленням ультразвука від серединних структур мозку (епіфіза, 3 -го шлуночка, прозорої перегородки, межполу-Шарне щілини). У нормі М-ехо, реєстроване у вигляді піка на ультразвукової енцефалограмі, збігається з середньою лінією голови. При наявності внутрішньочерепної пухлини, крововиливи, абсцесу та ін. Патологічних утворень М-ехо зміщена в бік здорового півкулі (див. Рис.). Запропоновано і ін. Діагностичні критерії: збільшення відстані між ехо-сигналами від бічних стінок 3-го шлуночка при гідроцефалії; відносно швидка нормалізація виник зміщення М-еха при гострій непрохідності сонної артерії і т. д. При ехоенцефалографії застосовують спеціальні ультразвукові енцефалографи, що перетворюють відбиті ультразвукові сигнали в електричні імпульси. Ці імпульси відображаються графічно на екрані апарату і фотографуються.

Літ .: Клінічна ехоенцефалографія, М., 1973; L е ks е 1 + 1 L., Echo-encephalog »raphy. Detection of intracranial complications following head injury, «Acta chirurgica scan» dinavica », 1956, v. 110, S. 301 - 315.

В. Е. Гречко.

ВІДЛУННЯ, Композиційний і виконавський прийом, заснований на повторенні муз. фрази з меншою силою звучності тими ж або іншими голосами, інструментами.

Застосовується головним чином в хорової, оперної, оркестрової, камерної інструментальної музики. На основі використання прийому луна іноді створюються цілі музичні п'єси, наприклад «Відлуння» О. Лассо для хору і п'єса того ж назв. з «Французької увертюри» для клавесина І. С. Баха. Відлуння назву також один з регістрів органу.

Літ .: Р е л е і Д ж., Теорія звуку, пров. з англ., 2 вид., т. 2, М., 1955; Г р і ф ф і н Д., Ехо в житті людей і тварин, пер. з англ., М., 1961.