mitä yhteistä tällä hymyilevällä delfiinillä ja haukottelevalla lepakolla voisi olla? Kyse ei ole vain siitä, että molemmat ovat nisäkkäitä. Molemmat etsivät ultraäänellä asioita myös pimeässä.
Mikä On Ultraääni?
ultraääni on ääni, jonka aaltotaajuus on korkeampi kuin ihmiskorva pystyy havaitsemaan. Se sisältää kaiken äänen, jonka aaltotaajuudet ovat yli 20 000 aaltoa sekunnissa eli 20 000 hertsiä (Hz). Vaikka emme kuule ultraääntä, se on erittäin hyödyllinen ihmisille ja joillekin muille eläimille. Ultraäänen käyttökohteita ovat kaikuluotaus, kaikuluotaus ja ultraäänitutkimus.
kaikuluotaus
eläimet, kuten lepakot ja delfiinit, lähettävät ultraääniaaltoja ja käyttävät kaikuaaltojaan eli heijastuneita aaltojaan tunnistaakseen niiden kohteiden sijainnit, joita ne eivät näe. Tätä kutsutaan kaikuluotaukseksi. Eläimet käyttävät kaikuluotausta löytääkseen saaliin ja välttääkseen törmäämästä esineisiin pimeässä. Alla olevasta kuvasta näet, miten lepakko käyttää kaikuluotausta hyönteissaaliin etsimiseen.
kaikuluotain
kaikuluotain käyttää kaikuluotausta vastaavalla tavalla. Kaikuluotain on lyhenne sanoista sound navigation and ranging. Sitä käytetään vedenalaisten kohteiden, kuten sukellusveneiden, paikantamiseen. Näin alla olevassa kuvassa oleva alus käyttää sitä. Kaikuluotain on sekä lähettäjä että vastaanottaja. Se lähettää ultraääniaaltoja ja havaitsee aallot niiden heijastuttua vedenalaisista kohteista.
etäisyys vedenalaisiin kohteisiin voidaan laskea tunnetusta äänen nopeudesta vedessä ja ajasta, jonka ääniaaltojen matka kohteeseen kestää. Kuljetun matkan yhtälö, kun nopeus ja aika tunnetaan, on:
etäisyys = nopeus × aika
tarkastellaan yllä olevassa kuvassa kuvattua alusta ja sukellusvenettä. Jos ultraääniaalto kulkee aluksesta sukellusveneeseen ja takaisin 2 sekunnissa, mikä on etäisyys aluksesta sukellusveneeseen? Ääniaalto kulkee laivasta sukellusveneeseen vain 1 sekunnissa eli puolet edestakaiseen matkaan kuluvasta ajasta. Ääniaaltojen nopeus meriveden läpi on 1437 M/S. näin ollen etäisyys aluksesta sukellusveneeseen on:
Etäisyys = 1437 m / s × 1 s = 1437 m
Q: Oletetaan, että aluksen kaikuluotain lähettää ultraääniaallon veden pohjaan. Jos ääniaalto heijastuu takaisin laitteeseen 4 sekunnissa, kuinka syvä vesi on?
a: aallolla kestää 2 sekuntia päästä pohjaan. Joten etäisyys aluksesta veden pohjaan on:
Etäisyys = 1437 m / s × 2 s = 2874 m
käytä alla olevaa PLIX-interaktiivista simuloidaksesi, miten kaikuluotausta voidaan käyttää merenpohjan kartoittamiseen:
ultraäänitutkimus
toinen ultraäänen käyttö on ”nähdä” ihmisen kehon sisällä. Tätä ultraäänen käyttöä kutsutaan ultraäänitutkimukseksi. Vaarattomia ultraääniaaltoja lähetetään kehon sisälle, ja heijastuneiden aaltojen avulla luodaan kuva näytölle. Tällä tekniikalla tutkitaan sisäelimiä ja syntymättömiä vauvoja ilman vaaraa potilaalle. Voit nähdä lääkärin ultraäänellä alla olevassa kuvassa.
Yhteenveto
- ultraääni on ääni, jonka aaltotaajuus on korkeampi kuin ihmiskorva pystyy havaitsemaan. Se sisältää kaikki äänet, joiden aaltotaajuudet ovat yli 20 000 aaltoa sekunnissa eli 20 000 hertsiä (Hz).
- eläimet, kuten lepakot ja delfiinit, lähettävät ultraääniaaltoja ja käyttävät kaikuaan tunnistaakseen niiden kohteiden sijainnit, joita ne eivät näe. Tätä kutsutaan kaikuluotaukseksi.
- kaikuluotain on lyhenne sanoista sound navigation and ranging. Sitä käytetään vedenalaisten kohteiden, kuten sukellusveneiden, paikantamiseen.
- ultraäänitutkimus on heijastuneiden ultraääniaaltojen käyttöä” nähdä ” kehon sisällä.
Review
- Define ultrasound.
- selitä, miten eläimet käyttävät kaikuluotausta löytääkseen asioita pimeässä.
- mitä kaikuluotain tarkoittaa? Miten sitä käytetään vedenalaisten kohteiden paikantamiseen?
- aluksen kaikuluotain lähettää veden alla ultraääniaaltoja, joilla uponnutta laivaa voidaan paikantaa. Ultraääniaallon matka laitteesta uponneeseen alukseen ja takaisin kestää 0,6 sekuntia. Kuinka kaukana pinnan alla uponnut alus on?
- miten ultraäänitutkimus muistuttaa kaikuluotausta?