Ultraskaņas izmantošana dabā un tehnoloģijā. Īsa ziņa par ultraskaņu

Attīstoties akustikai 19. gadsimta beigās tika atklāta ultraskaņa, tajā pašā laikā sākās pirmie ultraskaņas pētījumi, bet pamati tās pielietošanai tika likti tikai 20. gadsimta pirmajā trešdaļā.

Ultraskaņa un tās īpašības

Dabā ultraskaņa ir sastopama kā daudzu dabisko trokšņu sastāvdaļa: vēja, ūdenskrituma, lietus troksnī, jūras oļos, ko ripina sērfs, zibens izlādes. Daudzi zīdītāji, piemēram, kaķi un suņi, spēj uztvert ultraskaņu ar frekvenci līdz 100 kHz, un sikspārņu, nakts kukaiņu un jūras dzīvnieku atrašanās vietas spējas ir labi zināmas ikvienam.

Ultraskaņa- mehāniskās vibrācijas virs cilvēka auss dzirdamā frekvenču diapazona (parasti 20 kHz). Ultraskaņas vibrācijas pārvietojas viļņu formā, līdzīgi kā gaismas izplatīšanās. Tomēr atšķirībā no gaismas viļņiem, kas var pārvietoties vakuumā, ultraskaņai ir nepieciešama elastīga vide, piemēram, gāze, šķidrums vai cieta viela.

Galvenie viļņa parametri ir viļņa garums, frekvence un periods. Ultraskaņas viļņi pēc savas būtības neatšķiras no dzirdamā diapazona viļņiem un pakļaujas tiem pašiem fiziskajiem likumiem. Taču ultraskaņai ir īpašas iezīmes, kas noteica tās plašo izmantošanu zinātnē un tehnoloģijā. Šeit ir galvenie:

• 1. Īss viļņa garums. Zemākajā ultraskaņas diapazonā lielākajā daļā datu nesēju viļņa garums nepārsniedz dažus centimetrus. Īsais viļņa garums nosaka ultraskaņas viļņu izplatīšanās staru raksturu. Netālu no emitētāja ultraskaņa izplatās staru veidā, kas ir tuvu emitētāja izmēram. Iekļaujot neviendabīgumu vidē, ultraskaņas stars uzvedas kā gaismas stars, piedzīvojot atstarošanu, laušanu un izkliedi, kas ļauj veidot skaņas attēlus optiski necaurspīdīgos medijos, izmantojot tīri optiskus efektus (fokusēšana, difrakcija utt.).
• 2. Īss svārstību periods, kas dod iespēju izstarot ultraskaņu impulsu veidā un veikt precīzu izplatīšanās signālu laika atlasi vidē.

Iespēja iegūt augstas vibrācijas enerģijas vērtības pie nelielas amplitūdas, jo svārstību enerģija ir proporcionāla frekvences kvadrātam. Tas ļauj izveidot ultraskaņas starus un laukus ar augstu enerģijas līmeni, neprasot lielu aprīkojumu.

Ultraskaņas laukā attīstās ievērojamas akustiskās strāvas. Tāpēc ultraskaņas ietekme uz vidi rada specifiskus efektus: fizikālu, ķīmisku, bioloģisku un medicīnisku. Piemēram, kavitācija, skaņas kapilārais efekts, dispersija, emulgācija, degazēšana, dezinfekcija, lokālā apkure un daudzi citi.

Vadošo lielvaru - Anglijas un Francijas flotes vajadzības pētīt jūras dzīles izraisīja daudzu zinātnieku interesi par akustikas jomu, jo. tas ir vienīgais signāla veids, kas var ceļot tālu ūdenī. Tātad 1826. gadā franču zinātnieks Koladons noteica skaņas ātrumu ūdenī. 1838. gadā Amerikas Savienotajās Valstīs skaņu pirmo reizi izmantoja, lai noteiktu jūras gultnes profilu, lai novietotu telegrāfa kabeli. Eksperimenta rezultāti bija neapmierinoši. Zvana skaņa radīja pārāk vāju atbalsi, gandrīz nedzirdamu starp citām jūras skaņām. Bija jādodas uz augstāko frekvenču reģionu, kas ļautu veidot virzītus skaņas starus.

Pirmo ultraskaņas ģeneratoru 1883. gadā izgatavoja anglis Frensiss Galtons. Ultraskaņa tika izveidota kā svilpe uz naža malas, ja pūš pa to. Šāda punkta lomu Galtona svilpē pildīja cilindrs ar asām malām. Gaiss vai cita gāze, kas zem spiediena izplūst caur gredzenveida sprauslu, kuras diametrs ir vienāds ar cilindra malu, skrēja pret malu, un radās augstfrekvences svārstības. Pūšot svilpi ar ūdeņradi, bija iespējams iegūt svārstības līdz 170 kHz.

1880. gadā Pjērs un Žaks Kirī veica izšķirošu atklājumu ultraskaņas tehnoloģijā. Brāļi Kirī pamanīja, ka, piespiežot kvarca kristālus, rodas elektriskais lādiņš, kas ir tieši proporcionāls kristālam pieliktajam spēkam. Šo parādību sauc par "pjezoelektrību" no grieķu vārda, kas nozīmē "nospiest". Turklāt viņi demonstrēja apgrieztu pjezoelektrisko efektu, kas rodas, kad kristālam tiek pielietots strauji mainīgs elektriskais potenciāls, izraisot tā vibrāciju. No šī brīža kļuva tehniski iespējams ražot maza izmēra ultraskaņas izstarotājus un uztvērējus.

Titānika nāve no sadursmes ar aisbergu, nepieciešamība cīnīties ar jaunu ieroci - zemūdenēm prasīja strauju ultraskaņas hidroakustikas attīstību. 1914. gadā franču fiziķis Pols Langevins kopā ar talantīgu krievu emigrantu zinātnieku Konstantīnu Vasiļjeviču Šilovski vispirms izstrādāja hidrolokatoru, kas sastāv no ultraskaņas izstarotāja un hidrofona - ultraskaņas vibrāciju uztvērēja, kura pamatā ir pjezoelektriskais efekts. Sonārs Langevins - Šilovskis bija pirmā ultraskaņas ierīce pielietots praksē. Tajā pašā laikā krievu zinātnieks S.Ya.Sokolovs izstrādāja ultraskaņas defektu noteikšanas pamatus rūpniecībā. 1937. gadā vācu psihiatrs Karls Dussiks kopā ar savu brāli Frīdrihu, fiziķi, pirmo reizi izmantoja ultraskaņu smadzeņu audzēju noteikšanai, taču viņu iegūtie rezultāti bija neuzticami. Medicīnas praksē ultraskaņu pirmo reizi izmantoja tikai 20. gadsimta 50. gados ASV.

Frekvences svārstības no 20 līdz 20 000 Hz uztveram kā skaņu. Bet skaņa neaprobežojas tikai ar frekvenču diapazonu, ko uztver cilvēka auss. Zonā ar frekvencēm zem dzirdamās atrodas infraskaņas reģions, bet virs - ultraskaņas.

1. definīcija

Ultraskaņa- vides elastīgās svārstības, viļņi, kas atrodas diapazonā virs skaņu dzirdamās zonas (no 20 000 Hz).

2. definīcija

infraskaņa- skaņas viļņi, kuru frekvence ir zemāka par cilvēka auss uztveres slieksni (zem 20 Hz).

Mēs piedāvājam visu elastīgo viļņu spektru fizikā:

Ultraskaņa un infraskaņa dabā

Dabā ultraskaņa un infraskaņa ir tikpat izplatīta kā dzirdamā skaņa.

Piemēram, ultraskaņa ir daudzu dabisko skaņu spektra sastāvdaļa: ūdenskrituma skaņa, pērkons. Ultraskaņa ātri vājina gaisā, bet labi izplatās šķidrā vidē. Vēl viens piemērs ir sikspārņi un daži grauzēji, kas izmanto ultraskaņu, lai medītu un pārvietotos tumsā. Vaļi un delfīni rada arī ultraskaņas signālus dažādiem mērķiem: medībām, kuģošanai nemierīgos ūdeņos.

Starp dabiskajiem infraskaņas avotiem: zemestrīces, viesuļvētras, zibens spērieni. Daudzi dzīvnieki izjūt infraskaņas ietekmi un, fiksējot pieaugošo infraskaņas troksni, dodas patversmē, jo infraskaņa ir vētras vai vētras priekšvēstnesis. Infraskaņas signālus savvaļas dzīvniekiem saziņai izmanto arī daži dzīvnieki: vaļi, ziloņi. Infraskaņa izplatās lielos attālumos visos medijos un ir maz uzņēmīga pret absorbciju.

Ultraskaņas un infraskaņas izmantošana

Ultraskaņa cilvēkiem ir zināma jau ilgu laiku, taču tikai salīdzinoši nesen tā tika aktīvi izmantota medicīnā, ražošanā un zinātniskajos pētījumos.

Ultraskaņas iegūšanas avoti ir sadalīti dabiskajos un mākslīgajos. Starp veidiem, kā iegūt ultraskaņu:

1. Mehāniskie - stīgas, caurules, elastīgās plāksnes.
2. Termiskā - impulsa strāva un elektriskās izlādes šķidrumos un gāzēs ar pastāvīgu temperatūras paaugstināšanos.
3. Optiskais - lāzers.

Infraskaņa ir mazāk praktiska, un tai ir negatīvas sekas no ietekmes uz ķermeni. Augsta infraskaņas līmeņa gadījumā var rasties pārmērīgs nogurums, miegainība, agresija un spiediena sajūta ausīs. Infraskaņas ietekme uz cilvēku ir īpaši kaitīga, ja infraskaņas intensitāte ir augsta. 180-190 dB līmenī infraskaņas darbība ir nāvējoša. Taču katra cilvēka jutība pret infraskaņu ir individuāla, un ikdienā ierastie infraskaņas līmeņi nopietnu kaitējumu veselībai nodarīt nevar.

Piemērs

Sikspārnis izstaro ultraskaņu ar frekvenci ϑ = 45 kHz un lido perpendikulāri sienai ar ātrumu v = 6 m/s. Kāda ir atstarotās ultraskaņas frekvence, ko pele dzirdēs? Tiek pieņemts, ka skaņas ātrums gaisā ir c = 340 m/s.

Saskaņā ar Doplera efektu atstarotās skaņas frekvenci nosaka attiecība:

ϑ 1 \u003d c + v c - v ϑ \u003d 340 + 6 340 - 6 45 10 3 \u003d 46, 6 kHz.

Ja pamanāt tekstā kļūdu, lūdzu, iezīmējiet to un nospiediet Ctrl+Enter

Ultraskaņas frekvenču diapazonu var iedalīt trīs jomās: Zemās frekvences (Hz) - ULF. Vidējās frekvences (Hz) - UCH. Augstas frekvences (Hz) - UZVCH. Katrai no šīm apakšzonām ir raksturīgas savas īpašības, laiks, izplatīšanās attālums un pielietojums.

Izplatīšanās fizikālās īpašības un iezīmes: Frekvences robeža starp skaņu un ultraskaņas viļņiem ir nosacīta. Tomēr augstāku frekvenču un īso viļņu garumu dēļ notiek vairākas ultraskaņas funkcijas. Tātad ultraskaņas viļņu garums gaisā ir cm, ūdenī cm un tēraudā cm.

Plombu un retināšanas komplekts, kas pavada ultraskaņas viļņa izplatīšanos, ir sava veida režģis, uz kura var novērot gaismas viļņu difrakciju optiski caurspīdīgos ķermeņos. Ultraskaņas viļņu īsais garums ir pamats, lai vairākos gadījumos apsvērtu to izplatību ar ģeometriskās akustikas metodēm. Cilvēka smadzeņu tomogramma.

Fiziski tas noved pie staru izplatīšanās modeļa. Tas nozīmē tādas ultraskaņas īpašības kā ģeometriskās atstarošanas un refrakcijas iespēja, kā arī skaņas fokusēšana. Ultraskaņas stara fokusēšana ūdenī ar plakani ieliektu organiskā stikla lēcu (ultraskaņas frekvence 8 MHz)

Augstas intensitātes viļņus pavada vairāki efekti, kurus var aprakstīt tikai ar nelineārās akustikas likumiem. Tādējādi ultraskaņas viļņu izplatīšanos gāzēs un šķidrumos pavada vides kustība, ko sauc par akustisko plūsmu. Akustiskās plūsmas ātrums ir atkarīgs no vides viskozitātes, ultraskaņas intensitātes un tās biežuma; tas ir mazs un veido daļu no % no ultraskaņas ātruma. Harmoniskā viļņa fāzes ātrums

Viena no svarīgākajām nelineārajām parādībām, kas rodas intensīvas ultraskaņas izplatīšanās laikā šķidrumos, ir akustiskā kavitācija - burbuļu augšana ultraskaņas laukā no esošajiem submikroskopiskiem gāzes vai tvaiku kodoliem šķidrumos līdz mm lielām daļām, kas sāk pulsēt. ar ultraskaņas biežumu un sabrukumu pozitīvā spiediena fāzē .

Gāzes burbuļiem sabrūkot, rodas liels lokāls spiediens tūkstošiem atmosfēru apmērā un veidojas sfēriski triecienviļņi. Pulsējošo burbuļu tuvumā veidojas akustiskās mikroplūsmas. Parādības kavitācijas laukā izraisa vairākas gan noderīgas (emulsiju iegūšana, piesārņoto daļu tīrīšana utt.), gan kaitīgas (izstarotāju erozija utt.) parādības.

Ultraskaņas ģenerēšana: Ierīces ultraskaņas vibrāciju ģenerēšanai iedala divās grupās: Mehāniskās (kurās ultraskaņas avots ir gāzes vai šķidruma plūsmas mehāniskā enerģija) Elektromehāniskās (ultraskaņas enerģiju iegūst, pārveidojot elektrisko enerģiju) Viļņu forma (augšā) un frekvence. -klavieru skaņu amplitūdas spektrs (apakšā) (pamata frekvence 128 Hz).

Mehāniskie izstarotāji: Mehāniskie ultraskaņas izstarotāji - gaisa un šķidruma svilpes un sirēnas - ir vienkāršas konstrukcijas un darbības ziņā, neprasa dārgu augstfrekvences elektroenerģiju, efektivitāte ir aptuveni 20-30%. Stirnu raga svilpe.

Galvenais trūkums ir salīdzinoši plašs izstaroto frekvenču diapazons un frekvences un amplitūdas nestabilitāte, kas neļauj tos izmantot mērīšanas nolūkiem; tos galvenokārt izmanto rūpnieciskajā ultraskaņas tehnoloģijā un daļēji kā signalizācijas ierīces. Katrai bākai ir sava brīdinājuma sistēma. Visbiežāk tās ir sirēnas un diafoni.

Elektromehāniskie emitētāji: galvenā ultraskaņas izstarošanas metode. ULF diapazonā ir iespējams izmantot elektrodinamiskos un elektrostatiskos emitētājus. Ultraskaņas izstarotāji, kas izmanto magnetostriktīvo efektu niķelī un vairākos īpašos sakausējumos, arī ferītos, ir atraduši plašu pielietojumu šajā frekvenču diapazonā.

Radiācijas ierobežojošo intensitāti nosaka izstarotāju materiāla stiprība un nelineārās īpašības, kā arī to izmantošanas īpatnības. Intensitātes diapazons ģenerēšanas laikā ir ļoti plašs: intensitātes no līdz 0,1 tiek uzskatītas par mazām. Lai iegūtu lielāku intensitāti nekā no emitētāja virsmas, var izmantot fokusēšanu.

L Garenviļņu L apstrāde ar plāksni, kas svārstās biezumā par cietu ķermeni: 1 - kvarca plāksne ar griezumu X ar biezumu, kur ir viļņa garums kvarcā; 2 - metāla elektrodi; 3 - šķidrums (transformatoru eļļa) akustiskai kontakts; 4 - elektriskā ģeneratora svārstības; 5 - ciets ķermenis.

Ultraskaņas pielietojumi: Ultraskaņas pielietojumi ir ļoti dažādi. Tā kalpo kā spēcīga metode dažādu fizikas jomu pētīšanai (cietvielu un pusvadītāju izpēte), un tai ir svarīga loma matērijas izpētē. Ultraskaņu plaši izmanto inženierzinātnēs, bioloģijā un medicīnā. Cilvēka augļa attēls (17 nedēļas), kas iegūts, izmantojot ultraskaņu ar frekvenci 5 MHz.

Ultraskaņa tehnoloģijā. Izmantojot ultraskaņas atstarošanas fenomenu pie dažādu mediju robežas, tiek izmantotas ultraskaņas ierīces, lai izmērītu izstrādājumu izmērus vai noteiktu ūdens līmeni nepieejamos traukos. Zemas intensitātes ultraskaņu plaši izmanto izstrādājumu nesagraujošai pārbaudei.

Ar ultraskaņas palīdzību tiek veikta skaņas redze: pārvēršot ultraskaņas vibrācijas elektriskās vibrācijās, bet to vibrācijas gaismā, ir iespējams redzēt noteiktus objektus gaismai necaurredzamā vidē. Skaņas redze ar virsmas reljefa metodi: 1 skaņas avots; 2 objekts; 3 ieliekts spogulis; 4 šķidrums; 5 kuģis; 6 ekrāns.

Ultraskaņai ir ļoti svarīga loma hidroakustikā, jo elastīgie viļņi ir vienīgais viļņu veids, kas labi izplatās jūras ūdenī. Pēc šī principa tiek būvētas tādas ierīces kā eholote vai hidrolokators. Sonāra darbības princips: 1 emitētājs; 2 uztvērējs; 3 atstarojošs korpuss.

Eksperimentējiet. Eksperimentam mēs paņēmām ultraskaņas emitētāju, kas rada gaisa vibrācijas ar aptuveni 20 milimetru viļņa garumu. Teorētiski zinātnieki saka, ka šādā akustiskā laukā objekti, kuru izmērs ir puse viļņa garuma vai pat mazāks, var levitēt. Patiesībā: VIŅI PALĒC GAISĀ!

21. gadsimts ir radioelektronikas, atomu, kosmosa izpētes un ultraskaņas gadsimts. Ultraskaņas zinātne mūsdienās ir salīdzinoši jauna. 19. gadsimta beigās krievu fiziologs P. N. Ļebedevs veica savus pirmos pētījumus. Pēc tam daudzi izcili zinātnieki sāka pētīt ultraskaņu.

Kas ir ultraskaņa?

Ultraskaņa ir viļņveidīgs vidēju daļiņu izplatīšanās efekts. Tam ir savas īpašības, ar kurām tas atšķiras no dzirdamā diapazona skaņām. Ir salīdzinoši viegli iegūt virzītu starojumu ultraskaņas diapazonā. Turklāt tas ir labi fokusēts, un tā rezultātā palielinās veikto svārstību intensitāte. Izplatoties cietās vielās, šķidrumos un gāzēs, ultraskaņa rada interesantas parādības, kuras ir atradušas praktisku pielietojumu daudzās tehnoloģiju un zinātnes jomās. Tāda ir ultraskaņa, kuras loma dažādās dzīves jomās mūsdienās ir ļoti liela.

Ultraskaņas loma zinātnē un praksē

Pēdējos gados ultraskaņa ir sākusi ieņemt arvien lielāku lomu zinātniskajos pētījumos. Veiksmīgi tika veikti eksperimentālie un teorētiskie pētījumi akustisko plūsmu un ultraskaņas kavitācijas jomā, kas ļāva zinātniekiem izstrādāt tehnoloģiskos procesus, kas rodas, pakļaujot ultraskaņai šķidrā fāzē. Tā ir spēcīga metode dažādu parādību pētīšanai tādā zināšanu jomā kā fizika. Ultraskaņu izmanto, piemēram, pusvadītāju un cietvielu fizikā. Mūsdienās tiek veidota atsevišķa ķīmijas nozare, ko sauc par "ultraskaņas ķīmiju". Tās pielietojums ļauj paātrināt daudzus ķīmiski tehnoloģiskos procesus. Dzima arī molekulārā akustika - jauna akustikas nozare, kas pēta molekulāro mijiedarbību ar matēriju.Parādījās jaunas ultraskaņas pielietojuma jomas: hologrāfija, introskopija, akustoelektronika, ultraskaņas fāžu mērīšana, kvantu akustika.

Līdzās eksperimentālajam un teorētiskajam darbam šajā jomā šodien ir paveikts daudz praktisku darbu. Izstrādātas speciālas un universālas ultraskaņas iekārtas, iekārtas, kas darbojas paaugstinātā statiskā spiedienā u.c.Ražošanā ieviestas ražošanas līnijās iekļautās automātiskās ultraskaņas iekārtas, kas var būtiski paaugstināt darba ražīgumu.

Vairāk par ultraskaņu

Parunāsim vairāk par to, kas ir ultraskaņa. Mēs jau teicām, ka tie ir elastīgi viļņi un ultraskaņa ir virs 15-20 kHz. Mūsu dzirdes subjektīvās īpašības nosaka ultraskaņas frekvenču apakšējo robežu, kas to atdala no dzirdamās skaņas frekvences. Tāpēc šī robeža ir nosacīta, un katrs no mums atšķirīgi definē, kas ir ultraskaņa. Augšējo robežu norāda elastīgie viļņi, to fiziskā būtība. Tie izplatās tikai materiālā vidē, tas ir, viļņa garumam jābūt ievērojami lielākam par gāzē esošo molekulu vidējo brīvo ceļu vai starpatomiskajiem attālumiem cietās un šķidrumos. Normālā spiedienā gāzēs ultraskaņas frekvenču augšējā robeža ir 10 9 Hz, bet cietās vielās un šķidrumos - 10 12 -10 13 Hz.

Ultraskaņas avoti

Ultraskaņa dabā sastopama gan kā daudzu dabas trokšņu sastāvdaļa (ūdenskritums, vējš, lietus, sērfošanas ripināti oļi, gan pērkona negaisa izlādi pavadošās skaņās u.c.), gan kā neatņemama dzīvnieku pasaules sastāvdaļa. Dažas dzīvnieku sugas to izmanto, lai orientētos telpā, noteiktu šķēršļus. Ir arī zināms, ka delfīni dabā izmanto ultraskaņu (galvenokārt frekvences no 80 līdz 100 kHz). Šajā gadījumā to izstarotā atrašanās vietas signālu jauda var būt ļoti liela. Ir zināms, ka delfīni spēj atklāt tos, kas atrodas līdz kilometra attālumā no tiem.

Ultraskaņas izstarotāji (avoti) ir sadalīti 2 lielās grupās. Pirmais ir ģeneratori, kuros tiek ierosinātas svārstības, jo tajos ir šķēršļi, kas uzstādīti pastāvīgas plūsmas ceļā - šķidruma vai gāzes strūkla. Otra grupa, kurā var apvienot ultraskaņas avotus, ir elektroakustiskie devēji, kas pārvērš dotās strāvas vai elektriskā sprieguma svārstības mehāniskā vibrācijā, ko veic ciets ķermenis, kas izstaro akustiskos viļņus vidē.

Ultraskaņas uztvērēji

Vidējos un ultraskaņas uztvērējos elektroakustiskie pārveidotāji visbiežāk ir pjezoelektriskie. Tie var reproducēt saņemtā akustiskā signāla formu, kas attēlota kā skaņas spiediena laika atkarība. Ierīces var būt platjoslas vai rezonanses atkarībā no lietošanas apstākļiem, kādiem tās ir paredzētas. Termiskos uztvērējus izmanto, lai iegūtu vidējā laika skaņas lauka raksturlielumus. Tie ir termistori vai termopāri, kas pārklāti ar skaņu absorbējošu vielu. Skaņas spiedienu un intensitāti var novērtēt arī ar optiskām metodēm, piemēram, gaismas difrakciju ar ultraskaņu.

Kur izmanto ultraskaņu?

Ir daudzas tās pielietošanas jomas, vienlaikus izmantojot dažādas ultraskaņas funkcijas. Šīs jomas var aptuveni iedalīt trīs jomās. Pirmais no tiem ir saistīts ar dažādas informācijas iegūšanu ar ultraskaņas viļņu palīdzību. Otrais virziens ir tā aktīvā ietekme uz vielu. Un trešais ir saistīts ar signālu pārraidi un apstrādi. Katrā gadījumā tiek izmantota ASV specifika. Mēs apskatīsim tikai dažas no daudzajām jomām, kurās tas ir atradis savu pielietojumu.

Ultraskaņas tīrīšana

Šādas tīrīšanas kvalitāti nevar salīdzināt ar citām metodēm. Skalojot detaļas, piemēram, uz to virsmas paliek līdz 80% piesārņotāju, ap 55% - ar vibrācijas tīrīšanu, ap 20% - ar manuālu tīrīšanu, un ar ultraskaņas tīrīšanu paliek ne vairāk kā 0,5% piesārņotāju. Detaļas, kurām ir sarežģīta forma, var labi notīrīt tikai ar ultraskaņas palīdzību. Svarīga tā izmantošanas priekšrocība ir augsta produktivitāte, kā arī zemās fiziskā darba izmaksas. Turklāt ir iespējams aizstāt dārgus un viegli uzliesmojošus organiskos šķīdinātājus ar lētiem un drošiem ūdens šķīdumiem, izmantot šķidro freonu utt.

Nopietna problēma ir gaisa piesārņojums ar kvēpiem, dūmiem, putekļiem, metālu oksīdiem utt. Gaisa un gāzes attīrīšanai gāzes izvados var izmantot ultraskaņas metodi neatkarīgi no apkārtējās vides mitruma un temperatūras. Ja ultraskaņas izstarotāju ievieto putekļu nosēdināšanas kamerā, tā efektivitāte palielināsies simtiem reižu. Kāda ir šādas attīrīšanas būtība? Putekļu daļiņas, kas pārvietojas nejauši gaisā, spēcīgāk un biežāk skar viena otru ultraskaņas vibrāciju ietekmē. Tajā pašā laikā to izmērs palielinās, jo tie saplūst. Koagulācija ir daļiņu paplašināšanās process. To svērtie un palielinātie uzkrājumi tiek uztverti ar īpašiem filtriem.

Trauslu un īpaši cietu materiālu apstrāde

Ja jūs ieejat starp sagatavi un instrumenta darba virsmu, kurā tiek izmantota ultraskaņa, abrazīvās daļiņas emitētāja darbības laikā ietekmēs šīs daļas virsmu. Šajā gadījumā materiāls tiek iznīcināts un izņemts, pakļauts apstrādei dažādu virzītu mikroietekmju iedarbībā. Apstrādes kinemātika sastāv no galvenās kustības - griešanas, tas ir, instrumenta radītās gareniskās vibrācijas, un palīgdarbības - padeves kustības, ko veic aparāts.

Ultraskaņa var veikt dažādus darbus. Abrazīviem graudiem enerģijas avots ir gareniskās vibrācijas. Viņi iznīcina apstrādāto materiālu. Padeves kustība (palīgdarbība) var būt apļveida, šķērsvirziena un gareniska. Ultraskaņas apstrāde ir precīzāka. Atkarībā no abrazīva graudu lieluma tas svārstās no 50 līdz 1 mikronam. Izmantojot dažādu formu instrumentus, var veikt ne tikai caurumus, bet arī sarežģītus griezumus, izliektas cirvjus, gravēt, slīpēt, veidot matricas un pat urbt dimantu. Kā abrazīvu izmantotie materiāli ir korunds, dimants, kvarca smiltis, krams.

Ultraskaņa radioelektronikā

Ultraskaņu inženierzinātnēs bieži izmanto radioelektronikas jomā. Šajā jomā bieži rodas nepieciešamība aizkavēt elektrisko signālu attiecībā pret kādu citu. Zinātnieki ir atraduši labu risinājumu, ierosinot izmantot ultraskaņas aizkaves līnijas (saīsināti LZ). To darbības pamatā ir fakts, ka elektriskie impulsi tiek pārvērsti ultraskaņā.Kā tas notiek? Fakts ir tāds, ka ultraskaņas ātrums ir ievērojami mazāks nekā elektromagnētisko svārstību radītais ātrums. Sprieguma impulss pēc apgrieztās transformācijas elektriskās mehāniskās svārstības tiks aizkavēts līnijas izejā attiecībā pret ieejas impulsu.

Pjezoelektriskos un magnetostriktīvos devējus izmanto, lai pārveidotu elektriskās vibrācijas mehāniskās un otrādi. LZ attiecīgi iedala pjezoelektriskos un magnetostriktīvos.

Ultraskaņa medicīnā

Lai ietekmētu dzīvos organismus, tiek izmantoti dažādi ultraskaņas veidi. Medicīnas praksē tā izmantošana tagad ir ļoti populāra. Tas ir balstīts uz ietekmi, kas rodas bioloģiskajos audos, kad ultraskaņa iet caur tiem. Viļņi izraisa vides daļiņu svārstības, kas rada sava veida audu mikromasāžu. Un ultraskaņas absorbcija noved pie to vietējās sildīšanas. Tajā pašā laikā bioloģiskajā vidē notiek noteiktas fizikāli ķīmiskās pārvērtības. Šīs parādības mērenu neatgriezenisku bojājumu gadījumā neizraisa. Tie tikai uzlabo vielmaiņu un tādējādi veicina tiem pakļautā ķermeņa dzīvībai svarīgo darbību. Šādas parādības tiek izmantotas ultraskaņas terapijā.

Ultraskaņa ķirurģijā

Kavitācija un spēcīga karsēšana pie augstas intensitātes izraisa audu iznīcināšanu. Šo efektu mūsdienās izmanto ķirurģijā. Ķirurģiskām operācijām tiek izmantota fokusēta ultraskaņa, kas ļauj lokāli iznīcināt dziļākajās struktūrās (piemēram, smadzenēs), nebojājot apkārtējās. Ķirurģijā tiek izmantoti arī ultraskaņas instrumenti, kuros darba gals izskatās pēc vīles, skalpeļa, adatas. Uz tām uzliktās vibrācijas piešķir šīm ierīcēm jaunas īpašības. Ievērojami samazinās nepieciešamais spēks, līdz ar to samazinās operācijas traumatisms. Turklāt izpaužas pretsāpju un hemostatiskais efekts. Trieciens ar neasu instrumentu, izmantojot ultraskaņu, tiek izmantots, lai iznīcinātu noteikta veida neoplazmas, kas parādījās organismā.

Ietekme uz bioloģiskajiem audiem tiek veikta mikroorganismu iznīcināšanai un tiek izmantota zāļu un medicīnas instrumentu sterilizācijas procesos.

Iekšējo orgānu pārbaude

Būtībā mēs runājam par vēdera dobuma izpēti. Šim nolūkam var izmantot īpašu, lai atrastu un atpazītu dažādas audu un anatomisko struktūru anomālijas. Uzdevums bieži ir šāds: ir aizdomas par ļaundabīgu veidojumu un nepieciešams to atšķirt no labdabīga vai infekcioza veidojuma.

Ultraskaņa ir noderīga, izmeklējot aknas un veicot citus uzdevumus, kas ietver žultsvadu šķēršļu un slimību noteikšanu, kā arī žultspūšļa izmeklēšanu, lai noteiktu akmeņu un citu patoloģiju klātbūtni tajā. Turklāt var izmantot cirozes un citu difūzu labdabīgu aknu slimību pārbaudi.

Ginekoloģijas jomā, īpaši olnīcu un dzemdes analīzē, ultraskaņas izmantošana jau sen ir bijusi galvenais virziens, kurā tā tiek veikta ar īpašiem panākumiem. Bieži vien šeit ir nepieciešama arī labdabīgu un ļaundabīgu veidojumu diferencēšana, kas parasti prasa vislabāko kontrastu un telpisko izšķirtspēju. Līdzīgi secinājumi var būt noderīgi daudzu citu iekšējo orgānu izpētē.

Ultraskaņas izmantošana zobārstniecībā

Ultraskaņa ir nonākusi arī zobārstniecībā, kur to izmanto zobakmens noņemšanai. Tas ļauj ātri, bez asinīm un nesāpīgi noņemt aplikumu un akmeni. Tajā pašā laikā mutes gļotāda netiek traumēta, un dobuma "kabatas" tiek dezinficētas. Sāpju vietā pacients izjūt siltuma sajūtu.

Ievads

2. Atbalss gultnis

3. Dabisko hidrolokatoru veidi

4. Pieskāriens palīdz sikspārņiem izvairīties no šķēršļiem

5 Makšķerēšanas sikspārņi

6. Un sikspārņi kļūdās

7. Kliedzieni bezdibenī

8 Ūdens ziloņu radars

Secinājums

Literatūra

Ievads

Eholokācijas atklāšana ir saistīta ar itāļu dabaszinātnieka Lazaro Spallanzani vārdu. Viņš vērsa uzmanību uz to, ka sikspārņi brīvi lido pilnīgi tumšā telpā (kur pat pūces ir bezpalīdzīgas), nepieskaroties priekšmetiem. Savā eksperimentā viņš apžilbināja vairākus dzīvniekus, bet arī pēc tam tie lidoja līdzvērtīgi redzīgajiem. Spallanzani kolēģis Ž.Žjurins veica vēl vienu eksperimentu, kurā ar vasku apklāja sikspārņu ausis – dzīvnieki paklupa uz visiem priekšmetiem. No tā zinātnieki secināja, ka sikspārņi pārvietojas pēc auss. Tomēr laikabiedri šo ideju apsmēja, jo neko vairāk nevarēja pateikt - īsus ultraskaņas signālus tolaik vēl nebija iespējams salabot.

Ideju par aktīvo skaņas izvietojumu sikspārnēs pirmo reizi 1912. gadā izvirzīja H. Maksims. Viņš izvirzīja hipotēzi, ka sikspārņi rada zemas frekvences atbalss signālus, plivinot spārnus ar frekvenci 15 Hz.

Anglis H. Hartridžs, kurš atveidoja Spallanzani eksperimentus, 1920. gadā uzminēja par ultraskaņu. Apstiprinājums tam tika atrasts 1938. gadā, pateicoties bioakustiķim D. Grifinam un fiziķim G. Pīrsam. Grifins ierosināja nosaukumu eholokācija (pēc analoģijas ar radaru), lai nosauktu veidu, kā sikspārņi pārvietojas, izmantojot ultraskaņu.

1. Ultraskaņas savvaļas dzīvniekiem

Pēdējo desmit vai piecpadsmit gadu laikā biofiziķi ar izbrīnu atklājuši, ka daba, šķiet, nav bijusi īpaši skopa, apvelkot savus bērnus ar sonāriem. No sikspārņiem līdz delfīniem, no delfīniem līdz zivīm, putniem, žurkām, pelēm, pērtiķiem, jūrascūciņām, vabolēm, pētnieki pārvietojās ar saviem instrumentiem, visur atklājot ultraskaņu.

Izrādās, ka daudzi putni ir bruņoti ar eholotiem. Miglas un tumsas lidojumā noķerti miglas un tumsas pieķerti tārpi, cirtas, pūces un daži dziedātājputni izlūko ceļu ar skaņas viļņu palīdzību. Kliedzot, viņi “sajūt” zemi un pēc atbalss būtības uzzina par lidojuma augstumu, šķēršļu tuvumu un reljefu.

Acīmredzot echolokācijas nolūkos zemas frekvences (divdesmit - astoņdesmit kiloherci) ultraskaņas izstaro citi dzīvnieki - jūrascūciņas, žurkas, lidojošās vāveres un pat daži Dienvidamerikas pērtiķi.

Peles un cirvji eksperimentālajās laboratorijās, pirms devās ceļā pa labirintu tumšajiem nostūriem un spraugām, kuros tika pārbaudīta viņu atmiņa, sūtīja uz priekšu ātri spārnotus skautus - ultraskaņas. Pilnīgā tumsā viņi lieliski atrod caurumus zemē. Un šeit eholote palīdz: atbalss neatgriežas no šīm bedrēm!

Resnie naktsburki jeb guajaros, kā tos sauc Amerikā, mīt Peru, Venecuēlas, Gviānas alās un Trinidādas salā. Ja nolemjat viņus apmeklēt, esiet pacietīgs un, pats galvenais, kāpnes un elektriskās gaismas. Nepieciešama arī zināma iepazīšanās ar alpīnisma pamatiem, jo ​​kalnos ligzdo naktsspārni, un, lai pie tiem nokļūtu, bieži vien ir jākāpj pa stāvām klintīm.

Un, ieejot alā ar visu šo ekipējumu, laicīgi aizbāziet ausis, jo tūkstošiem putnu, gaismas pamodināti, nokritīs no dzegas un sienām un ar apdullinošu saucienu metīsies pāri jūsu galvai. Putni ir lieli, līdz metram spārnu platumā, šokolādes brūni ar lieliem baltiem plankumiem. Skatoties uz viņu virtuozajiem manevriem drūmajās Hades karaļvalsts grotās, visi brīnās un uzdod vienu un to pašu jautājumu: kā šiem spalvainajiem troglodītiem, kas lido pilnīgā tumsā, izdodas nepaklupt uz sienām, uz visādiem stalaktītiem un stalagmītiem. kas atbalsta cietumu velves?

Izslēdziet gaismu un klausieties. Nedaudz nolidojuši, putni drīz nomierināsies, pārstās kliegt, un tad atskanēs klusa spārnu plivināšana un to pavadījumā – kluss klikšķis. Šeit ir atbilde uz jūsu jautājumu!

Protams, eholotes strādā. Viņu signālus uztver arī mūsu auss, jo tie skan salīdzinoši zemu frekvenču diapazonā - apmēram septiņi kiloherci. Katrs klikšķis ilgst vienu vai divas sekundes tūkstošdaļas. Donalds Grifins, mums jau pazīstamais sikspārņu hidrolokatoru pētnieks, iebāza kokvilnu dažu guajaro ausīs un izlaida tos tumšajā telpā. Un nakts lidojumu virtuozi, palikuši kurli, nekavējoties “akli”: bezpalīdzīgi paklupa uz visiem telpā esošajiem priekšmetiem. Nedzirdot atbalsi, viņi nevarēja orientēties tumsā.

Guajaros dienas stundas pavada alās. Viņi tur arī iekārto savas māla ligzdas, kaut kā pielīmējot tās pie sienu karnīzēm. Naktīs putni pamet cietumus un lido uz turieni, kur ir daudz augļu koku un palmu ar mīkstiem, plūmēm līdzīgiem augļiem. Tūkstošiem ganāmpulku uzbrūk arī eļļas palmu plantācijām. Augļus norij veselus, un pēc tam kauli, atgriezušies alās, atplūst. Tāpēc cietumos, kur ligzdo guajaros, vienmēr ir daudz jaunu augļu "sējeņu", kas tomēr ātri nomirst: tie nevar augt bez gaismas.

Tikko izplatījušās guajaro cāļu vēderu klāj biezs tauku slānis. Kad jaunie troglodīti ir apmēram divas nedēļas veci, cilvēki alās nāk ar lāpām un gariem stabiem. Viņi iznīcina ligzdas, nogalina tūkstošiem retu putnu un nekavējoties, pie ieejas alās, no tiem liek taukus. Lai gan šiem taukiem ir labas uzturvērtības, tos galvenokārt izmanto kā degvielu laternās un lampās.

Tas deg labāk par petroleju un lētāk par to - tā viņi domā putna dzimtenē, kas likteņa ļaunas ironijas dēļ ir nolemts visu mūžu pavadīt tumsā, lai nomirtu, lai dotu gaismu cilvēka mājām. .

Dienvidāzijā no Indijas līdz Austrālijai ir vēl viens putns, kas tumsā ar sonāra palīdzību atrod ceļu uz ligzdu. Viņa arī ligzdo alās (dažkārt tomēr uz akmeņiem atklātā laukā). Šī ir slavenā salangana, ātrs, ko labi pazīst visi vietējie gardēži: no tās ligzdām tiek vārīta zupa.

Salangana taisa ligzdu šādi: ar ķepām turas pie klints un ar lipīgām siekalām iesmērē akmeni, zīmējot uz tā šūpuļa siluetu. Viņš kustina galvu pa labi un pa kreisi – siekalas uzreiz sasalst, pārvēršas brūnganā garozā. Un salangana ieeļļo visu no augšas. Sienas pie ligzdas aug, un uz milzīgas klints tiek iegūts neliels šūpulis.

Šis šūpulis, viņi saka, ir ļoti garšīgs. Cilvēki kāpj augstās klintīs, lāpu gaismā kāpj pa alu sienām un vāc salangānu ligzdas. Pēc tam tos vāra verdošā ūdenī (vai vistas buljonā!), Un jūs saņemsiet izcilu zupu, kā apliecina eksperti.

Pavisam nesen tika atklāts, ka salangāni interesē ne tikai gastronomus, bet arī biofiziķus: šie putni, lidojot tumsā, sūta uz priekšu arī akustiskus skautus, kas “krakšķ kā uzvelkama bērna rotaļlieta”.

2. Atbalss gultnis

No fiziskā viedokļa jebkura skaņa ir svārstīga kustība, kas izplatās viļņos elastīgā vidē.

Jo vairāk vibrāciju vibrējošs ķermenis (vai elastīgā vide) rada sekundē, jo augstāka ir skaņas frekvence. Zemākā cilvēka balss (bass) vibrē apmēram astoņdesmit reizes sekundē vai, kā saka fiziķi, tās frekvence sasniedz astoņdesmit hercu. Augstākā balss (piemēram, peruāņu dziedātājas Yma Sumac soprāns) ir aptuveni 1400 herci.

Dabā un tehnikā ir zināmas vēl augstāku frekvenču skaņas – simtiem tūkstošu un pat miljonu hercu. Kvarcam ir rekordaugsta skaņa - līdz vienam miljardam hercu! Šķidrumā vibrējošas kvarca plāksnes skaņas jauda ir 40 000 reižu lielāka nekā lidmašīnas dzinēja skaņas jauda. Bet mēs nevaram kļūt kurli no šīs “elles rēkšanas”, jo mēs to nedzirdam. Cilvēka auss uztver skaņas ar svārstību frekvenci tikai no sešpadsmit līdz divdesmit tūkstošiem hercu. Augstākas frekvences akustiskās vibrācijas parasti sauc par ultraskaņu, un sikspārņi “sajūt” apkārtni ar saviem viļņiem.

Ultraskaņas izcelsme ir sikspārņa balsene. Šeit savdabīgu stīgu veidā tiek izstieptas balss saites, kuras, vibrējot, rada skaņu. Galu galā balsene pēc savas struktūras atgādina parastu svilpi: gaiss, kas izelpots no plaušām, izplūst caur to viesulī - notiek ļoti augstas frekvences “svilpe” līdz 150 tūkstošiem hercu (cilvēks nedzird tas).

Sikspārnis periodiski var bloķēt gaisa plūsmu. Tad viņš izsprāgst ar tādu spēku, it kā sprādziena izmests. Gaisa spiediens, kas plūst caur balseni, ir divreiz lielāks nekā tvaika katlā. Nav slikts sasniegums dzīvnieciņam, kas sver 5 - 20 gramus!

Sikspārņa balsenē tiek uzbudinātas īslaicīgas augstfrekvences skaņas vibrācijas – ultraskaņas impulsi. No 5 līdz 60, un dažām sugām pat no 10 līdz 200 impulsiem seko sekundē. Katrs impulss, "sprādziens", ilgst tikai 2 - 5 sekundes tūkstošdaļas (pakavsikspārņiem ir 5 - 10 sekundes simtdaļas).

Audio signāla īsums ir ļoti svarīgs fizisks faktors. Tikai pateicoties viņam, ir iespējama precīza eholokācija, tas ir, orientēšanās ar ultraskaņas palīdzību.

No šķēršļa, kas atrodas septiņpadsmit metru attālumā, atstarotā skaņa dzīvniekam atgriežas aptuveni 0,1 sekundē. Ja skaņas signāls ilgst vairāk nekā 0,1 sekundi, tad tā atbalsi, kas atstarojas no objektiem, kas atrodas tuvāk par septiņpadsmit metriem, dzīvnieka dzirdes orgāni uztvers vienlaikus ar galveno skaņu.

Bet tieši no laika intervāla starp nosūtītā signāla beigām un pirmajām atbalss atgriešanās skaņām sikspārnis instinktīvi iegūst priekšstatu par attālumu līdz objektam, kas atspoguļo ultraskaņu. Tāpēc skaņas impulss ir tik īss.

Padomju zinātnieks E. Ya. Pumper 1946. gadā izdarīja ļoti interesantu pieņēmumu, kas labi izskaidro atbalss atrašanās vietas fizioloģisko raksturu. Viņš uzskata, ka sikspārnis katru jaunu skaņu izdod uzreiz pēc tam, kad sadzird iepriekšējā signāla atbalsi. Tādējādi impulsi refleksīvi seko viens otram, un stimuls, kas tos izraisa, ir auss uztvertā atbalss. Jo tuvāk sikspārnis pielido šķērslim, jo ​​ātrāk atbalss atgriežas un līdz ar to dzīvnieks biežāk izdod jaunus atbalss “kliedzienus”. Visbeidzot, kad šķērslim tieši tuvojas, skaņas impulsi sāk sekot viens otram ar izcilu ātrumu. Tas ir bīstamības signāls. Sikspārnis instinktīvi maina savu lidojuma kursu, izvairoties no virziena, no kura pārāk ātri nāk atstarotās skaņas.

Patiešām, eksperimenti ir parādījuši, ka sikspārņi pirms palaišanas izstaro tikai 5-10 ultraskaņas impulsus sekundē. Lidojumā tie palielinās līdz 30. Tuvojoties šķērslim, skaņas signāli seko vēl ātrāk - līdz 50-60 reizēm sekundē. Daži sikspārņi, medījot nakts kukaiņus, apsteidzot laupījumu, izsaka pat 250 "kliedzienus" sekundē.

Sikspārņu hidrolokators ir ļoti precīzs navigācijas “instruments”: tas spēj noteikt pat mikroskopiski mazu objektu - tikai 0,1 mm diametrā!

Un tikai tad, kad eksperimentētāji samazināja stieples, kas izstieptas telpā, kur plīvoja sikspārņi, biezumu līdz 0,07 milimetriem, dzīvnieki sāka tai paklupt.

Sikspārņi palielina atbalss signālu ātrumu aptuveni divus metrus no vada. Tātad divus metrus viņi “taustīja” viņai ar saviem “kliedzieniem”. Bet sikspārnis uzreiz nemaina virzienu, tas lido tālāk tieši uz šķērsli un tikai dažus centimetrus no tā, ar asu spārna atloku, novirzās uz sāniem.

Ar hidrolokatoru palīdzību, ar kuriem daba tos apveltījusi, sikspārņi ne tikai pārvietojas kosmosā, bet arī medī savu dienišķo maizi: odus, naktstauriņus un citus nakts kukaiņus.

Dažos eksperimentos dzīvnieki bija spiesti ķert odus nelielā laboratorijas telpā. Viņus fotografēja, svēra – vārdu sakot, visu laiku sekoja līdzi, cik veiksmīgi medī. Viens septiņus gramus smags sikspārnis stundas laikā noķēra gramu kukaiņu. Cits mazulis, kurš svēra tikai trīsarpus gramus, odus norijis tik ātri, ka ceturtdaļstundas laikā "uzbrucis" par desmit procentiem. Katrs moskīts sver aptuveni 0,002 gramus. Tātad piecpadsmit minūšu medību laikā tika noķerti 175 odi – viens ods ik pēc sešām sekundēm! Ļoti ātrs temps. Grifins stāsta, ka, ja nebūtu sonāra, tad sikspārnis, pat visu nakti lidojot ar vaļēju muti, “pēc nejaušības likuma” noķertu vienu odu un tad, ja apkārt būtu daudz odu.

3. Dabisko hidrolokatoru veidi

Vēl nesen tika uzskatīts, ka tikai maziem kukaiņēdājiem sikspārņiem, piemēram, mūsu sikspārņiem un sikspārņiem, ir dabiski hidrolokatori, savukārt lielajām lidojošām lapsām un suņiem, kas tropu mežos aprij tonnas augļu, šķiet, ka tie nav pieejami. Varbūt tas tā ir, bet tad roze ir izņēmums, jo šāda veida lidojošie suņi ir apveltīti ar eholokatoriem.

Lidojuma laikā rozetes visu laiku klikšķina mēles. Skaņa izlaužas mutes kaktiņos, kas rozetēs vienmēr ir atvērti. Klikšķi nedaudz atgādina tādu kā mēles klabināšanu, pie kuras cilvēki reizēm ķeras, kaut ko nosodot. Tomēr primitīvais lidojoša suņa hidrolokators darbojas diezgan precīzi: tas precīzi nosaka milimetru vadu no vairāku metru attāluma.

Bez izņēmuma visi mazie sikspārņi no Microchiroptera apakškārtas, tas ir, mikrosikspārņi, ir apveltīti ar eholote. Bet šo "ierīču" modeļi ir atšķirīgi. Pēdējā laikā pētnieki galvenokārt ir izšķīruši trīs veidu dabiskos hidrolokatorus: čukstus, dziedājumus un čirkstošos vai frekvences modulējošos.

Čukstošie sikspārņi dzīvo Amerikas tropos. Daudzi no viņiem, tāpat kā lidojošie suņi, ēd augļus. Viņi ķer arī kukaiņus, bet ne gaisā, bet gan uz augu lapām. Viņu atbalss skaņas signāli ir ļoti īsi un ļoti klusi klikšķi. Katra skaņa ilgst sekundes tūkstošdaļu un ir ļoti vāja. To var dzirdēt tikai ļoti jutīgas ierīces. Tomēr dažreiz čukstošie sikspārņi “čukst” tik skaļi, ka cilvēks tos dzird. Bet parasti viņu hidrolokators darbojas 150 kilohercu frekvencēs.

Slavenais vampīrs ir arī čukstētājs. Čukstēdams mums nezināmas "burvestības", viņš Amazones sapuvušajos mežos meklē nogurušos ceļotājus un sūc viņiem asinis. Ievērojām, ka suņus vampīri sakož ļoti reti: tieva auss jau laikus brīdina par asinssūcēju tuvošanos. Suņi pamostas un aizbēg. Galu galā vampīri uzbrūk tikai guļošiem dzīvniekiem. Tika veikti pat tādi eksperimenti. Suņi tika apmācīti: izdzirdot vampīra “čukstus”, viņi uzreiz sāka riet un pamodināja cilvēkus. Tiek pieņemts, ka turpmākās ekspedīcijas uz Amerikas tropiem pavadīs šie apmācītie "vampirocatori".

Pakaviņi skandina. Daži no viņiem dzīvo mūsu valsts dienvidos - Krimā, Kaukāzā un Vidusāzijā. Par pakaviem tos sauc par izaugumiem uz purna, ādaina pakava formā ar dubultu gredzenu, kas aptver nāsis un muti. Izaugumi nav dīkā esoši rotājumi: tas ir sava veida iemutnis, kas šaurā starā virza skaņas signālus virzienā, kur skatās sikspārnis. Parasti dzīvnieks karājas otrādi un, griežoties (gandrīz trīssimt sešdesmit grādu!) Tagad pa labi, tad pa kreisi, ar skaņu izjūt apkārtni. Tropu pakavu sikspārņu gūžas locītavas ir ļoti elastīgas, tāpēc tās var veikt savus mākslinieciskos pagriezienus. Tiklīdz ods vai vabole nokļūst sava lokatora laukā, skraidošā lidmašīna nolauž zaru un sāk dzenāt degvielu, tas ir, pārtiku.

Un šis "lidmašīnas", šķiet, pat spēj noteikt, izmantojot fiziķiem labi zināmo Doplera efektu, kur barība lido: vai tā tuvojas zaram, uz kura karājas pakavs, vai attālinās no tā. Attiecīgi mainās arī vajāšanas taktika.

Pakavsikspārņi medībās izmanto ļoti garas (salīdzinot ar citu sikspārņu "kliedzieniem") un monotonu skaņas. Katrs signāls ilgst sekundes desmito vai divdesmito daļu, un tā skaņas frekvence nemainās - tā vienmēr ir vienāda ar simts vai simt divdesmit kiloherciem.

Bet mūsu parastie sikspārņi un viņu Ziemeļamerikas radinieki atbalso skaņas skaņas signālus ar frekvences modulētu skaņu, tāpat kā labākie mākslīgo hidrolokatoru modeļi. Signāla tonis pastāvīgi mainās, kas nozīmē, ka mainās arī atstarotās skaņas augstums. Un tas savukārt nozīmē, ka jebkurā brīdī saņemtās atbalss augstums neatbilst nosūtītā signāla tonim. Un nespeciālistam ir skaidrs, ka šāda iekārta ļoti atvieglo atbalss skanēšanu.

4. Pieskāriens palīdz sikspārņiem izvairīties no šķēršļiem

Zinātnieki nonāca pie šīs interesantās problēmas risinājuma gandrīz vienlaikus dažādās valstīs.

Holandietis Svens Dijgrāfs nolēma pārbaudīt, vai taustes sajūta tiešām palīdz sikspārņiem izvairīties no šķēršļiem. Viņš pārgrieza spārnu taustes nervus – operētie dzīvnieki lidoja lieliski. Tāpēc šeit nav nekādas taustes sajūtas. Tad eksperimentētājs atņēma sikspārņiem dzirdi – viņi uzreiz kļuva akli.

Dijgraaff argumentēja šādi: tā kā sienas un priekšmeti, ar kuriem sikspārņi sastopas lidojuma laikā, neizdod nekādas skaņas, tas nozīmē, ka peles pašas kliedz. Viņu pašu balss atbalss, kas atspīd no apkārtējiem objektiem, paziņo dzīvniekiem par šķērsli ceļā.

Dijgraaff pamanīja, ka sikspārnis atver muti pirms pacelšanās. Acīmredzot tas rada mums nedzirdamas skaņas, “sajūtot” ar tām apkārtni. Lidojuma laikā arī sikspārņiem ik pa brīdim paver muti (pat tad, ja nemedī kukaiņus).

Šis novērojums radīja Dijgraaf ideju veikt šādu eksperimentu. Viņš uzlika dzīvniekam galvā papīra vāciņu. Priekšā kā vizieris no bruņinieka ķiveres atvērās un aizvērās nelielas durtiņas vāciņā.

Sikspārnis ar aizvērtām durvīm uz vāciņa nevarēja lidot, ieskrēja objektos. Bija tikai jāpaceļ vizieris papīra ķiverē, jo dzīvnieks tika pārveidots, tā lidojums atkal kļuva precīzs un pārliecināts.

Dijgraaff publicēja savus novērojumus 1940. gadā. Un 1946. gadā padomju zinātnieks profesors A. P. Kuzjakins uzsāka virkni eksperimentu ar sikspārņiem. Viņš viņu muti un ausis apklāja ar plastilīnu un palaida telpā ar virvēm, kas bija nostieptas gar un šķērsām - gandrīz visi dzīvnieki nevarēja lidot. Eksperimentētājs konstatēja interesantu faktu: sikspārņi, kas vispirms tika ielaisti telpā testa lidojumam ar atvērtām acīm, "atkārtoti un ar lielu spēku, tāpat kā tikko noķerti putni, atsitās pret neaizkaru logu stiklu". Tas notika dienas laikā. Vakarā elektriskās lampas gaismā peles vairs netrāpīja pret stiklu. Tas nozīmē, ka dienas laikā, kad tas ir skaidri redzams, sikspārņi savai redzei uzticas vairāk nekā citām maņām. Bet daudziem pētniekiem bija tendence ignorēt sikspārņu redzējumu.

Profesors A. P. Kuzjakins turpināja eksperimentus mežā. Viņš uzlika melnus papīra vāciņus mazo dzīvnieku galvām - sarkanajiem vakariem. Dzīvnieki tagad nevarēja ne redzēt, ne izmantot savu akustisko radaru. Sikspārņi neuzdrošinājās lidot nezināmajā, viņi atvēra spārnus un nolaidās uz tiem, tāpat kā ar izpletņiem, uz zemes. Tikai daži izmisušie lidoja nejauši. Rezultāts bija bēdīgs: viņi atsitās pret kokiem un nokrita zemē. Tad melnos vāciņos tika izgriezti trīs caurumi: viens mutei, divi ausīm. Dzīvnieki pacēlās bez bailēm. A.P. Kuzjakins nonāca pie secinājuma, ka sikspārņu skaņas orientācijas orgāni "var gandrīz pilnībā aizstāt redzi, bet taustes orgāni nespēlē nekādu lomu orientācijā, un dzīvnieki tos neizmanto lidojumā".

Dažus gadus iepriekš amerikāņu zinātnieki D. Grifins un R. Galamboss izmantoja atšķirīgu tehniku, lai pētītu sikspārņu noslēpumainās spējas.

Viņi sāka, vienkārši nogādājot šos dzīvniekus Pīrsa aparātā - ierīcē, kas varēja "dzirdēt" ultraskaņas. Un uzreiz kļuva skaidrs, ka sikspārņi "dara daudz zvanu, bet gandrīz visi no tiem ietilpst frekvenču diapazonā, kas atrodas aiz cilvēka auss sliekšņa", vēlāk rakstīja Donalds Grifins.

Ar elektroiekārtu palīdzību Grifins un Galamboss spēja atklāt un izpētīt sikspārņu "kliedzienu" fizisko būtību. Viņi arī noteica, ievietojot īpašus elektrodus izmēģinājuma dzīvnieku iekšējā ausī, kādā frekvencē skaņas uztver viņu dzirdes orgāni.

5 Makšķerēšanas sikspārņi

Mazais sarkanais sikspārnis sāk čivināt ar skaņu, kuras frekvence ir aptuveni deviņdesmit kiloherci, un beidz to ar četrdesmit piecu kilohercu noti. Divas sekundes tūkstošdaļas, kamēr ilgst viņas “kliedziens”, signāls iet cauri frekvenču skalai divreiz ilgāk nekā viss cilvēka auss uztvertais skaņu spektrs! “Kliedzienā” ir aptuveni piecdesmit skaņas viļņi, taču nevienam no tiem nav divu vienāda garuma. Katru sekundi ir desmit vai divdesmit šādi frekvences modulēti "kliedzieni". Tuvojoties šķērslim vai nenotveramam odam, sikspārnis paātrina signālus. Tagad jau čivina nevis 12, bet 200 reizes sekundē.

Grifins raksta: "Vienā ērtā noklausīšanās ierīcē katra augsta sikspārņa čīkstēšana izklausīsies kā telefona klikšķis." Ja ar šo aparātu nonākam līdz meža malai, kur sikspārņi medī odus, tad kādam no tiem lidojot garām, austiņās dzirdēsim ne pārāk steidzīgu klabināšanu “put-putt-putt-putt”, “like no veca slinka benzīna dzinēja".

Bet tad sikspārnis devās vajāt kodes vai nolēma pārbaudīt uzmestu akmeni - nekavējoties ātri dārdēja “pit-pit-pit-pit-bizzz”. Tagad jau "skaņas seko viena pēc otras, kā paātrinātā motocikla izplūdes gāzes".

Kode ir sajutusi vajāšanu un ar veikliem manevriem cenšas glābt savu dzīvību. Bet sikspārnis ir ne mazāk veikls, debesīs rakstot dīvainas piruetes, viņu apsteidz - un tālrunis vairs nav daļējs izplūdes gāzu daudzums, bet gan monotona elektriskā zāģa dūkoņa.

Salīdzinoši nesen tika atklāti zvejas sikspārņi. Viņu hidrolokators ir arī frekvences modulācijas tipa. Jau ir aprakstītas četras šādu peļu sugas. Viņi dzīvo tropu Amerikā. Krēslas laikā (un daži pat pēcpusdienā) viņi izlido, lai medītu visu nakti. Viņi plīvo zemu virs ūdens, pēkšņi nolaiž ķepas ūdenī, izrauj zivi un nekavējoties nosūta to sev mutē. Sikspārņu makšķernieku ķepas ir garas, un nagi uz tām ir asi un izliekti, kā zivjērglim - viņu spalvainajam konkurentam, tikai, protams, ne tik lieli.

Dažus sikspārņus, kas ēd zivis, sauc par zaķa lūpām. No tiem nokarājas divšķautņainā apakšlūpa, un tiek uzskatīts, ka pa šo kanālu pele, kas plīvo virs jūras, virza savas zondējošās skaņas tieši ūdenī.

Izlauzusies cauri ūdens stabam, “čirkstēšana” atspīd no zivs peldpūšļa un tā atbalss atgriežas pie makšķernieka. Tā kā zivs ķermenis ir vairāk nekā deviņdesmit procenti ūdens, tas gandrīz neatspoguļo zemūdens skaņas. Bet ar gaisu pildītais peldpūslis ir ekrāns, kas ir pietiekami "necaurspīdīgs" skaņai.

Kad skaņa no gaisa nonāk ūdenī un otrādi no ūdens gaisā, tā zaudē vairāk nekā 99,9 procentus savas enerģijas. Tas jau sen ir zināms fiziķiem. Pat ja skaņa saskaras ar ūdens virsmu taisnā leņķī, tikai 0,12 procenti tās enerģijas izplatās zem ūdens. Tas nozīmē, ka sikspārņa signāliem, veicot dubultu pārbraucienu pāri gaisa-ūdens robežai, šeit pastāvošo augsto tarifu dēļ jāzaudē tik daudz enerģijas, ka skaņas stiprums kļūs pusotru miljonu reižu vājāks!

Turklāt būs arī citi zaudējumi: ne visa skaņas enerģija atspīd no zivīm un ne visa, atkal izlaužoties gaisā, iekritīs atbalsojošā dzīvnieka ausīs.

Pēc visiem šiem argumentiem nav ļoti grūti noticēt, ka eholokācija no gaisa uz ūdeni nav mīts, bet gan realitāte.

Taču Donalds Grifins ir aprēķinājis, ka sikspārņu makšķernieks no zem ūdens atgriežas tikai četras reizes mazāk spēcīgu atbalsi nekā parasts sikspārnis, atbalsojot gaisā kukaiņus. Tas vairs nav tik slikti. Turklāt, ja pieņemam, ka sikspārņu hidrolokatori kukaiņus uztver nevis no diviem metriem, kā viņš pieņēmis savos aprēķinos, bet jau no diviem metriem un astoņdesmit centimetriem (kas ir pilnīgi iespējams), tad atgriešanās signāla intensitāte būs tas pats gan - gan makšķerniekam, gan odam.

"Veselais saprāts," secina Grifins, "un pirmie iespaidi var būt maldinoši, ja mēs runājam par lietām, kas atrodas ārpus parastās cilvēka pieredzes jomas, uz kuras galu galā balstās tas, ko mēs saucam par veselo saprātu."

6. Un sikspārņi kļūdās

Tāpat kā cilvēki, arī sikspārņi var kļūdīties. Un tas bieži notiek, kad viņi ir noguruši vai vēl nav īsti pamodušies pēc dienas, kas pavadīta tumšos nostūros. To pierāda sakropļotie sikspārņu līķi, kas katru vakaru triecas pret Empire Building un citiem debesskrāpjiem.

Ja vads ir nostiepts zemu virs upes, tad sikspārņi parasti tam pieskaras, kad tie nolaižas ūdenī, lai veldzētu slāpes ar dažām lāsēm, kas nolaizītas lidojumā. Dzīvnieki vienlaikus dzird divas atbalsis: skaļu no ūdens virsmas un vāju no stieples - un nepievērš uzmanību pēdējam, tāpēc tie saplīst uz stieples.

Sikspārņi, kas pieraduši lidot pa sen pārbaudītām trasēm, par ceļvedi izvēlas savu atmiņu un tad neklausās hidrolokatoru protestos. Pētnieki ar viņiem veica tādus pašus eksperimentus kā ar bitēm vecajā lidlaukā. (Atceries?) Viņi cēla visdažādākos šķēršļus uz gadsimtiem staigātām takām, pa kuriem sikspārņi katru vakaru izlidoja medīt un atgriezās rītausmā. Dzīvnieki paklupa uz šiem šķēršļiem, lai gan viņu hidrolokatori darbojās un iepriekš brīdināja pilotus. Bet viņi vairāk ticēja savai atmiņai nekā ausīm. Sikspārņi nereti kļūdās arī tāpēc, ka kukaiņi, kurus tie medī, arī nav vienkāršie: daudzi no tiem ir iegādājušies antisonārus.

Evolūcijas procesā kukaiņi ir izstrādājuši vairākas ultraskaņas aizsargierīces. Piemēram, daudzas nakts kodes ir blīvi klātas ar smalkiem matiņiem. Fakts ir tāds, ka mīkstie materiāli: pūkas, vate, vilna - absorbē ultraskaņu. Tas nozīmē, ka pūkainos kodes ir grūtāk noteikt. Daži nakts kukaiņi ir attīstījuši ultraskaņas jutīgus dzirdes orgānus, kas palīdz tiem mācīties, pirms tuvojas briesmas. Nonākuši sikspārņu eholotes darbības rādiusā, tie sāk steigties no vienas puses uz otru, cenšoties izkļūt no bīstamās zonas. Nakts tauriņi un vaboles, kas atrodas pie sikspārņa, pat izmanto šādu taktiku: saliek spārnus un nokrīt, sasalst nekustīgi uz zemes. Šajos kukaiņos dzirdes orgāni parasti uztver divu dažādu diapazonu skaņas: zemās frekvences, pa kurām "runājas" viņu radinieki, un augstfrekvences, uz kurām darbojas sikspārņu hidrolokatori. Vidējās frekvencēs (starp šiem diviem diapazoniem) tie ir nedzirdīgi.

7. Kliedzieni bezdibenī

eholokācijas atbalss virziena delfīnu radars

1949. gada 7. marta pēcpusdienā pētniecības kuģis Atlantic klausījās jūru simts septiņdesmit jūdzes uz ziemeļiem no Puertoriko. Zem kuģa bija liels dziļums. Pieci kilometri sālsūdens piepildīja gigantisku ieplaku zemē.

Un no šīs bezdibenes atskanēja skaļi saucieni. Viens kliedziens, tad viņa atbalss. Vēl viens kliedziens un vēl viena atbalss. Daudzi kliedzieni pēc kārtas ar aptuveni pusotras sekundes intervālu. Katrs no tiem ilga apmēram trešdaļu sekundes, un tā augstums bija piecsimt herci.

Uzreiz tika aprēķināts, ka aptuveni trīsarpus kilometru dziļumā kāda nezināma būtne praktizē vokālo solo. Viņa balss atbalss atspīdēja no jūras dibena un tāpēc ar zināmu kavēšanos sasniedza kuģa instrumentus.

Tā kā vaļi nenirst tik dziļi, un vēži un krabji neizdod tik skaļus trokšņus, biologi domāja, ka bezdibenī kliedz zivs. Un viņa kliedza ar nolūku: viņa skanēja okeānā ar skaņu. Izmērīts, vienkārši sakot, tā dziļums. Pētīja reljefu, grunts topogrāfiju.

Šī ideja tagad šķiet neticama dažiem. Jo ir jau noteikti zināms, ka zivis, kuras jau sen tika uzskatītas par mēmām, izdod tūkstošiem visdažādāko skaņu, ar īpašiem muskuļiem triecoties uz peldpūšļiem, it kā uz bungas. Citi griež zobus, klikšķ bruņu pirkstus. Daudzi no šiem sprakšķiem, čīkstoņiem un čīkstoņiem izklausās ļoti īsā diapazonā un acīmredzot tiek izmantoti atbalsošanai un orientācijai kosmosā. Tātad, tāpat kā sikspārņiem, arī zivīm ir savi hidrolokatori.

Zivju eholokatori vēl nav pētīti, bet delfīniem tie ir ļoti labi izpētīti. Delfīni ir ļoti runīgi. Viņi neklusēs ne minūti. Lielākoties viņu saucieni ir sarunvalodas, tā teikt, leksika, bet mūs tas tagad neinteresē. Citi nepārprotami apkalpo hidrolokatorus.

Pudeļdeguna delfīns svilpo, klikšķ, ņurd, rej, čīkst dažādās balsīs frekvenču diapazonā no simt piecdesmit līdz simt piecdesmit pieciem tūkstošiem hercu. Bet, kad viņš “klusi” peld, viņa hidrolokators nepārtraukti zondē apkārtni ar ātru kliedzieni jeb, mēdz teikt, klikšķu “lietus”. Tie ilgst ne vairāk kā dažas milisekundes un parasti atkārtojas piecpadsmit līdz divdesmit reizes sekundē. Un dažreiz simtiem reižu!

Mazākās šļakatas uz virsmas – un delfīns uzreiz paātrina saucienus, "sajūtot" ar tiem grimstošo priekšmetu. Delfīna hidrolokators ir tik jutīgs, ka pat neliela granula, rūpīgi nolaista ūdenī, nepaliks viņa uzmanību. Dīķī iemestās zivis tiek nekavējoties atklātas. Delfīns bēg. Neredzot laupījumu dubļainā ūdenī, tas nekļūdīgi dzenas pēc tam. Sekojot zivij, tas noteikti maina kursu. Klausoties balss atbalsi, delfīns nedaudz noliec galvu uz vienu vai otru pusi, gluži kā cilvēks, kurš cenšas precīzāk noteikt skaņas virzienu.

Ja nolaižat vairākus desmitus vertikālu stieņu nelielā baseinā, delfīns ātri izpeld starp tiem, tos nesatriecot. Tomēr viņš acīmredzot nevar atklāt lielu acu tīklus ar savu eholoti. Smalka sieta "taustīšanās" viegli.

Lieta šeit acīmredzot ir tāda, ka lielas šūnas ir pārāk “caurspīdīgas” skaņai, savukārt mazās to atspoguļo gandrīz kā cieta barjera.

Vudsholas okeanogrāfijas institūta zinātnieki Viljams Ševils un Barbara Lorensa-Ševila ar virkni interesantu eksperimentu parādīja, cik smalks ir delfīna akustiskais "pieskāriens".

Delfīns peldēja nelielā, no jūras norobežotā līcī un visu laiku “čīkstēja”. Un dažreiz ierīce mežonīgi grauzījās no pārāk ātriem, ar mēli sagrozītiem klakšķējumiem. Tas notika, kad ūdenī tika iemesti zivju gabali. Viņi to ne tikai iemeta, bet klusi nolika apakšā bez šļakatām. Bet bija grūti noslēpt no delfīna visneskaņīgāko barības mētāšanu dīķī, pat ja viņš peldēja tā otrā galā divdesmit metrus no sabotāžas vietas. Un ūdens šajā peļķē bija tik dubļains, ka, uz pusmetru tajā iegremdējot metāla plāksni, šķita, ka tā izšķīda: pat visredzamākā cilvēka acs to nevarēja redzēt.

Eksperimenta veicēji nolaida ūdenī mazas zivtiņas apmēram piecpadsmit centimetru garumā. Delfīns acumirklī pamanīja zivi ar eholoti, lai gan tā tik tikko bija iegremdēta: vīrietis to turēja aiz astes.

Tiek uzskatīts, ka klaki kalpo delfīnam ciešai orientācijai. Vispārīga apkārtnes iepazīšana un attālāku objektu sajūta tiek veikta svilpojot. Un šī svilpe ir frekvences modulēta! Taču atšķirībā no tāda paša veida sikspārņu hidrolokatoriem tas sākas ar zemākām notīm un beidzas ar augstām notīm.

Acīmredzot ar ultraskaņas palīdzību orientējas arī citi vaļi - un kašaloti, un spurvaļi, un baltvaļi. Viņi vienkārši nezina, kā izdod šīs skaņas. Daži pētnieki domā, ka izpūtējs, tas ir, nāsis un elpceļu gaisa maisiņi, citi - ka kakls. Lai gan vaļiem nav īstu balss saišu, tās var veiksmīgi aizstāt – kā daži uzskata – ar īpašiem izaugumiem uz balsenes iekšējām sieniņām.

Vai varbūt gan caurums, gan balsene vienlīdz kalpo sonāra pārraides sistēmai.

8 Ūdens ziloņu radars

Starp daudzajiem Senās Ēģiptes svētajiem dzīvniekiem bija viena zivs ar pilnīgi unikālām spējām.

Šī zivs ir mormirus jeb ūdens zilonis. Viņas žokļi ir izstiepti par nelielu proboscis. Neizskaidrojamā mormīra spēja saskatīt neredzamo šķita kā pārdabisks brīnums. Radara izgudrojums palīdzēja atrisināt šo noslēpumu.

Izrādās, daba ūdensziloni apveltījusi ar apbrīnojamu orgānu – radaru!

Daudzām zivīm, visi zina, ir elektriskie orgāni. Mormirusam astē ir arī mazs "kabatas akumulators". Spriegums, ko tas rada, ir mazs - tikai seši volti, bet tas ir pietiekami.

Mormyrus radars ik minūti sūta kosmosā astoņdesmit līdz simt elektriskus impulsus. Elektromagnētiskās svārstības, kas rodas no "akumulatora" izlādes, daļēji atstarojas no apkārtējiem objektiem un atkal atgriežas mormirusā radio atbalss veidā. "Uztvērējs", kas uztver atbalsi, atrodas pārsteidzošas zivs muguras spuras pamatnē. Mormiruss "sajūt" apkārtni ar radioviļņu palīdzību!

Ziņojumu par mormirus neparastajām īpašībām 1953. gadā sagatavoja Austrumāfrikas Ihtioloģijas institūts. Institūta pētnieki pamanīja, ka akvārijā turētie Mormyrus sāka nemierīgi dauzīties, kad ūdenī tika nolaists priekšmets ar augstu elektrovadītspēju, piemēram, stieples gabals. Šķiet, ka mormyrus spēj sajust izmaiņas elektromagnētiskajā laukā, ko ierosina tā elektriskais orgāns? Anatomi pētīja zivis. Gar viņas muguru no smadzenēm līdz muguras spuras pamatnei skrēja lielu nervu pāru zari, kur, sazarojoties mazos zaros, vienādā attālumā viens no otra beidzās audu veidojumos. Acīmredzot šeit ir novietotas ērģeles, kas uztver atstarotos radioviļņus. Mormiruss ar nogrieztiem nerviem, kas apkalpo šo orgānu, zaudēja jutību pret elektromagnētisko starojumu.

Mormiruss dzīvo upju un ezeru dzelmē un barojas ar kukaiņu kāpuriem, kurus ar gariem žokļiem kā pinceti izvelk no dūņām. Barības meklējumos zivi parasti ieskauj biezs satrauktu dūņu mākonis un apkārt neko neredz. Kuģu kapteiņi no savas pieredzes zina, cik radars šādos apstākļos ir neaizstājams.

Mormiruss nav vienīgais "dzīvais radars" pasaulē. Ievērojama radio acs tika atrasta arī Dienvidamerikas elektriskā zuša astē, kuras “akumulatori” attīsta rekordlielu spriegumu līdz pat piecsimt voltiem un, pēc dažiem avotiem, līdz astoņsimt voltiem!

Amerikāņu pētnieks Kristofers Koutss pēc virknes eksperimentu, kas veikts Ņujorkas akvārijā, nonācis pie secinājuma, ka nelielas kārpas uz elektriskā zuša galvas ir radara antenas. Tie uztver elektromagnētiskos viļņus, kas atstaro no apkārtējiem objektiem, kuru izstarotājs atrodas zuša astes galā. Šīs zivs radara sistēmas jutība ir tāda, ka zutis acīmredzami var noteikt lokatora darbības laukā nonākušā objekta raksturu. Ja tas ir ēdams dzīvnieks, elektriskais zutis uzreiz pagriež galvu savā virzienā. Tad tas iedarbina ķermeņa priekšējās daļas jaudīgos elektriskos orgānus - izmet "zibens" upuri - un lēnām aprij elektriskās izlādes rezultātā nogalināto upuri.

Tajās pašās upēs, kur dibenā laiski snauž elektriskie zuši, brikšņos šņāc elegantas nazis-zivis - Aigenmanias. Viņu izskats ir dīvains: nav arī muguras spuras un astes spuras (tikai kails tievs smaile uz astes). Un šīs zivis uzvedas neparasti: tās griež šo pašu smaili uz visām pusēm, it kā šņauktu asti. Un pirms kāpšanas zem aizķeršanās vai apakšā esošajā alā vispirms iebāž asti spraugā un tad, ja izmeklējums deva pozitīvus, tā teikt, rezultātus, paši tur uzkāpj. Bet viņi kāpj nevis ar galvu pa priekšu, bet ar asti. Šķiet, ka zivis viņam uzticas vairāk nekā savām acīm.

Viss tika izskaidrots ļoti vienkārši: pašā Eigenmānijas pavedienu astes galā zinātnieki atklāja elektrisku “acs”, piemēram, Mormirusā.

Šķiet, ka ģimnotīdiem, kas ir ļoti līdzīgi tropiskajām Amerikas zivīm, ir arī radari, lai gan tas vēl nav pierādīts.

Nesen doktors Lismans no Kembridžas atkal sāka interesēties par Āfrikas upēs mītošajiem elektriskajiem samiem, ko zoologi jau sen ir pētījuši. Šī zivs, kas spēj attīstīt līdz divsimt voltu spriegumu, medī naktī. Bet viņai ir ļoti "tuvredzīgas" acis, un tumsā viņa slikti redz. Kā tad sams atrod laupījumu? Doktors Lismans pierādīja, ka, tāpat kā elektriskais zutis, arī elektriskais sams izmanto savus jaudīgos akumulatorus kā radaru.

Secinājums

No iepriekš minētā varam secināt, ka daba, acīmredzot, nebija īpaši skopa, apveltot savus bērnus ar sonāriem. No sikspārņiem līdz delfīniem, no delfīniem līdz zivīm, putniem, žurkām, pelēm, pērtiķiem, jūrascūciņām, vabolēm, pētnieki pārvietojās ar saviem instrumentiem, visur atklājot ultraskaņu. Dzīvnieki izmanto eholokāciju, lai pārvietotos telpā un noteiktu apkārtējo objektu atrašanās vietu, galvenokārt izmantojot augstfrekvences skaņas signālus. Tas ir visvairāk attīstīts sikspārņiem un delfīniem, to izmanto arī ķirbji, vairākas roņveidīgo sugas (roņi), putni (guajaro, salangans uc).

Dzīvnieku eholokācijas izcelsme joprojām ir neskaidra; tas droši vien radās kā redzes aizstājējs tiem, kas dzīvo alu tumsā vai okeāna dzīlēs. Gaismas viļņa vietā atrašanās vietas noteikšanai sāka izmantot skaņas vilni.

Šāds orientācijas veids telpā ļauj dzīvniekiem atklāt objektus, tos atpazīt un pat medīt pilnīgas gaismas trūkuma apstākļos, alās un ievērojamā dziļumā.