Echo și tehnologie 1986

Liliecii nu "inventează" radarul?

O frumoasă legendă mitologică îi spune lui Ovid în "Metamorfozele" despre o nimfă tânără, care într-o zi sa îndrăgostit de tânărul și foarte frumosul tânăr Narcissus. Totuși, el a rămas indiferent față de ea și a preferat să-și petreacă tot timpul aplecându-se la apă pentru a admira reflexia imaginii sale frumoase. În cele din urmă, el a decis să îmbrățișeze propria sa imagine, a căzut în râu și sa înecat. Disperat, nimfa a devenit nebună. Vocea ei, rătăcind în jur, răspunde tuturor strigătelor din pădure și munți.







Ovid, prizonierul lui Tomis, nu a crezut că între "ecoul" nimfului blând și liliecii născuți noaptea se va stabili o legătură secretă.

Primul pas a fost luată de către savantul italian Lazzaro Spallanzani, care, în vara lui 1783 sute de vizite la turnul clopotnita catedralei din Padova, de a face foarte interesante experimente cu lilieci, care atarnau în grupuri pe pervazul bolta prăfuit a templului. La început, el a întins o mulțime de fire subțiri între tavan și podea, apoi a scos câteva lilieci, le-a fixat cu ochii ceruitori și ia lăsat să plece. A doua zi el a prins liliecii cu ochi înfundați și a observat cu surprindere că stomacul lor era plin de țânțari. În consecință, aceste animale nu au nevoie de ochi pentru a prinde insecte. Spallanzani ajuns la concluzia că liliecii sunt necunoscute șaptelea simț, prin care acestea sunt ghidate în zbor.

Cunoscând experiențele lui Spallanzani, naturalistul elvețian Charles Jurin a decis să acopere urechile liliecilor cu ceară. El a obținut un rezultat neașteptat: liliecii nu puteau distinge obiectele din jur, se luptau împotriva zidurilor. Cum poate fi explicat acest comportament de lilieci? Vor vedea animalele mici cu urechile lor?

Această ipoteză a existat mai mult de 150 de ani în știința lumii.

În 1912, inventatorul unui mitralieră automată, Maxim a prezentat în mod accidental ipoteza că liliecii sunt ghidați de ecou, ​​obținut din zgomotul propriilor aripi; el a propus să construiască pe acest principiu un aparat pentru avertizarea navelor de abordare a aisbergurilor.

Ecografia este acum folosită pe scară largă. Folosind ultrasunete, puteți detecta cele mai mici fisuri sau goluri din structura pieselor turnate din metal. Este folosit în loc de un bisturiu în operații chirurgicale fără sângerare pe creier și la tăierea și lustruirea părților superioare.

Liliecii folosesc ecografia pentru orientare. Ecografia este formată prin vibrația corzilor vocale. Larynxul este similar cu structura fluierului. Aerul expirat de plămâni lasă la o viteză mare și produce un fluier cu o frecvență de 30.000-1.500 Hz, care nu este detectat de urechea umană. Presiunea aerului care trece prin laringe de liliac este de două ori presiunea de vapori a locomotivei, ceea ce reprezintă o mare realizare pentru un animal mic.

În laringa animalului, există 5-200 valuri de sunet de înaltă frecvență (impulsuri cu ultrasunete), care de obicei durează doar 2-5 mii de secundă. Structura semnalului este un factor fizic foarte important: numai un astfel de semnal poate oferi o precizie ridicată a orientării cu ultrasunete. Sunetele care vin de la obstacolul situat la o distanță de 17 m se întorc la liliac în aproximativ 0,1 secunde. Dacă durata semnalului sonor depășește 0,1 secunde, ecoul reflectat de obstacole situate la o distanță mai mică de 17 m este perceput de urechea animalului simultan cu sunetul care îl generează. Între timp, într-un interval de timp care separă sfârșitul semnalului de primele sunete și ecourile, bâtul determină distanța pe care o separă de obiectul care reflectă ecografia. De aceea semnalul sonor este atât de scurt.







Se stabilește că bâtul, pe măsură ce se apropie de obstacol, mărește numărul de "semnale". În zborul normal, laringoul animalului emite doar 8-10 semnale pe secundă. Cu toate acestea, de îndată ce animalul detectează prada, zborul său accelerează, numărul de semnale emise ajunge la 250 pe secundă. Aceasta constă în "epuizarea" prada schimbând coordonatele atacului. Aparatul "locației" unei lilieci este simplu; și ingenios. Animalul zboară cu o gură deschisă, astfel încât semnalele emise de el să fie radiate într-un con cu un unghi mai mare de 90 °. Bâta este ghidată prin compararea semnalelor recepționate de urechile sale, care rămân ridicate pe întreaga durată a zborului, ca antene receptoare. Confirmarea acestei ipoteze este că, dacă o ureche nu funcționează, liliacul își pierde complet capacitatea de a naviga.

lilieci Chant, sunete sacadate publicate sunt rhinolofii, sau liliecii potcoavă, care se găsesc în Caucaz și Asia Centrală; Acest nume au primit datorită formei faldurilor din jurul nasului. Potcoavă este un difuzor, care colectează sunete în fascicul direcțional. Liliecii scandaloși sunt agățați cu susul în jos și, transformându-se aproape rotunzi, studiază spațiul din jur cu ajutorul unui fascicul acustic. Acest detector live rămâne agățat până când o insectă intră în câmpul semnalului său sonor. Apoi liliacul face un ticălos să prindă prada. În timpul liliecii vânătoare monotonă potcoavă emit foarte mult timp în comparație cu rudele lor cele mai apropiate (10-20 fracțiune de secundă) sunetele a căror frecvență este constantă și este întotdeauna aceeași.

Lalelele din Europa și America de Nord studiază spațiul din jur cu ajutorul sunetelor de frecvență modulate. Tonul semnalului și înălțimea sunetului reflectat se schimbă în mod constant. Acest dispozitiv facilitează foarte mult orientarea ecoului.

În timpul zborului, liliecii din ultimele două grupe se comportă într-un mod special. Liliecii obișnuiți își păstrează încă urechile, drepte, iar liliecii cu un nas sub formă de potcoavă produc continuu mișcări ale capului și urechile lor vibrează.

Cu toate acestea, înregistrarea în domeniul orientării au lilieci care trăiesc în America și se hrănesc cu pește. Fluturele acoperi aproape de suprafața apei, scufundă brusc și sare în apă, își coboară labele cu gheare lungi și smulge peștele. O astfel de vânătoare pare surprinzător atunci când consideră că doar o parte miime a undei emise intră în apă și, de asemenea, o miime din energia ecoului din apa revine la radarul de liliac. Dacă la această adăugăm că o parte din energia valurilor este reflectată în peștele, carnea de care conține o cantitate mare de apă, puteți vedea o cantitate infima de energie ajunge la urechea animalului și ceea ce o precizie fantastica ar trebui să-l corpul de sunet au. De asemenea, puteți adăuga că un val foarte slab trebuie să fie, de asemenea, distins de zgomotul de fond al interferenței set.

70 de milioane de ani de lilieci de pe pământ, le-au învățat să folosească fenomene fizice care sunt încă necunoscute pentru noi. Detectarea semnalului returnat sursei sale, puternic slăbită și înecată de interferențele de zgomot, este o problemă tehnică foarte ocupată de mințile oamenilor de știință. Cu toate acestea, eliminarea unei persoane are un detector de uimitoare pe undele radio, așa-numitele radar, care, pentru un sfert de secol al existenței sale, a făcut minuni, care au fost punctul culminant al lunii sondare și măsurători precise ale orbitei planetei Venus. Ce ar face aviația, marina, apărarea aeriană, geografii, meteorologii, glaciologii de pe continentele albe fără radar? Și totuși tehnicienii de radio visează la un radar cu ultrasunetele unei bâte, în mod incontestabil mai perfect decât cel pe care omul la inventat. O creatură mică este capabilă să selecteze și să amplifice fracțiunea reziduală mică neglijabilă a semnalului alimentat între oceanul de interferență. Confruntat cu un zgomot extrem de mare, numit eter nebun, inginerii și tehnicienii ar fi fericiți dacă ar putea folosi principiile de captare a semnalelor pe care le folosesc liliecii. În cazul în care radarul rămâne un detector strălucitor pentru distanțe lungi, detectorul de lilieci pe bază de ecou rămâne un mijloc ideal pentru distanțe scurte.







Trimiteți-le prietenilor: