co by mohl mít tento usměvavý delfín a zívající netopýr společného? Nejde jen o to, že oba jsou savci. Oba také používají ultrazvuk k nalezení věcí ve tmě.
Co Je Ultrazvuk?
ultrazvuk je zvuk, který má vlnovou frekvenci vyšší, než dokáže lidské ucho detekovat. Zahrnuje veškerý zvuk s vlnovými frekvencemi vyššími než 20 000 vln za sekundu nebo 20 000 hertzů (Hz). Přestože ultrazvuk neslyšíme, je velmi užitečný pro lidi a některá další zvířata. Použití ultrazvuku zahrnuje echolokaci, sonar a ultrasonografii.
echolokace
zvířata, jako jsou netopýři a delfíni, vysílají ultrazvukové vlny a používají své ozvěny nebo odražené vlny k identifikaci umístění objektů, které nevidí. Tomu se říká echolokace. Zvířata používají echolokaci k nalezení kořisti a vyhýbají se běhu do objektů ve tmě. Na obrázku níže vidíte, jak netopýr používá echolokaci k nalezení kořisti hmyzu.
Sonar
Sonar používá ultrazvuk způsobem, který je podobný echolokaci. Sonar je zkratka pro zvukovou navigaci a rozsah. Používá se k lokalizaci podvodních objektů, jako jsou ponorky. Takto ji používá loď zobrazená na obrázku níže. Sonarové zařízení je odesílatel i přijímač. Vysílá ultrazvukové vlny a detekuje vlny poté, co se odrážejí od podvodních objektů.
vzdálenost k podvodním objektům lze vypočítat ze známé rychlosti zvuku ve vodě a času potřebného k tomu, aby zvukové vlny putovaly k objektu. Rovnice pro ujetou vzdálenost, když je známa rychlost a čas, je:
vzdálenost = rychlost × čas
zvažte loď a ponorku zobrazenou na obrázku výše. Pokud ultrazvuková vlna cestuje z lodi do ponorky a zpět za 2 sekundy, jaká je vzdálenost od lodi k ponorce? Zvuková vlna cestuje z lodi do ponorky za pouhou 1 sekundu nebo polovinu času, který trvá na zpáteční cestě. Rychlost zvukových vln oceánskou vodou je 1437 m / s. Proto je vzdálenost od lodi k ponorce:
vzdálenost = 1437 m / s × 1 s = 1437 m
Q: Nyní předpokládejme, že sonarové zařízení na lodi vysílá ultrazvukovou vlnu na dno vody. Pokud se zvuková vlna odrazí zpět do zařízení za 4 sekundy, jak hluboká je voda?
A: doba, po kterou vlna dosáhne dna, je 2 sekundy. Takže vzdálenost od lodi ke dnu vody je:
vzdálenost = 1437 m / s × 2 s = 2874 m
pomocí PLIX Interactive níže simulujte, jak lze echolokaci použít k mapování mořského dna:
ultrasonografie
dalším použitím ultrazvuku je „vidět“ uvnitř lidského těla. Toto použití ultrazvuku se nazývá ultrasonografie. Neškodné ultrazvukové vlny jsou posílány uvnitř těla a odražené vlny se používají k vytvoření obrazu na obrazovce. Tato technologie se používá k vyšetření vnitřních orgánů a nenarozených dětí bez rizika pro pacienta. Můžete vidět lékaře pomocí ultrazvuku na obrázku níže.
shrnutí
- ultrazvuk je zvuk, který má vlnovou frekvenci vyšší, než dokáže lidské ucho detekovat. Zahrnuje všechny zvuky s vlnovými frekvencemi vyššími než 20 000 vln za sekundu nebo 20 000 hertzů (Hz).
- zvířata, jako jsou netopýři a delfíni, vysílají ultrazvukové vlny a používají své ozvěny k identifikaci umístění objektů, které nevidí. Tomu se říká echolokace.
- Sonar je zkratka pro zvukovou navigaci a rozsah. Používá se k lokalizaci podvodních objektů, jako jsou ponorky.
- ultrasonografie je použití odražených ultrazvukových vln k „vidění“ uvnitř těla.
recenze
- Definujte ultrazvuk.
- vysvětlete, jak zvířata používají echolokaci k nalezení věcí ve tmě.
- co znamená sonar? Jak se používá k lokalizaci podvodních objektů?
- sonarové zařízení na lodi vysílá ultrazvukové vlny pod vodou, aby lokalizovalo potopenou loď. Ultrazvuková vlna trvá 0,6 sekundy, než se dostane ze zařízení na potopenou loď a zpět. Jak hluboko pod hladinou je potopená loď?
- jak je ultrasonografie jako sonar?