co może mieć wspólnego ten uśmiechnięty Delfin i ziewający nietoperz? Nie chodzi tylko o to, że oba są ssakami. Obaj używają ultradźwięków, aby znaleźć rzeczy w ciemności.
Co To Jest USG?
ultradźwięki to dźwięk, który ma częstotliwość fali wyższą niż ludzkie ucho może wykryć. Obejmuje on wszystkie dźwięki o częstotliwościach fal wyższych niż 20 000 fal na sekundę lub 20 000 herców (Hz). Chociaż nie słyszymy ultradźwięków, jest to bardzo przydatne dla ludzi i niektórych innych zwierząt. Zastosowania ultradźwięków obejmują echolokację, sonar i ultrasonografię.
echolokacja
zwierzęta takie jak nietoperze i delfiny wysyłają fale ultradźwiękowe i używają ich ECHA lub fal odbitych, aby zidentyfikować lokalizacje obiektów, których nie widzą. To się nazywa echolokacja. Zwierzęta używają echolokacji, aby znaleźć ofiarę i uniknąć wpadania na przedmioty w ciemności. Możesz zobaczyć na poniższym rysunku, jak nietoperz wykorzystuje echolokację do znajdowania zdobyczy owadów.
Sonar
Sonar wykorzystuje ultradźwięki w sposób podobny do echolokacji. Sonar to skrót od sound navigation and ranging. Służy do lokalizacji obiektów podwodnych, takich jak okręty podwodne. Tak właśnie używa go statek przedstawiony na poniższym rysunku. Urządzenie sonarowe jest zarówno nadawcą, jak i odbiorcą. Wysyła fale ultradźwiękowe i wykrywa fale po odbiciu od podwodnych obiektów.
odległość do obiektów podwodnych można obliczyć na podstawie znanej prędkości dźwięku w wodzie i czasu, jaki potrzeba, aby fale dźwiękowe dotarły do obiektu. Równanie przebytej odległości, gdy prędkość i czas są znane jest:
Odległość = Prędkość × Czas
rozważmy statek i łódź podwodną na rysunku powyżej. Jeśli fala ultradźwiękowa przemieści się ze statku do łodzi podwodnej i z powrotem w ciągu 2 sekund, jaka jest odległość od statku do łodzi podwodnej? Fala dźwiękowa przemieszcza się ze statku do łodzi podwodnej w zaledwie 1 sekundę, czyli połowę czasu potrzebnego na podróż w obie strony. Prędkość fal dźwiękowych przez wody oceaniczne wynosi 1437 m/s. dlatego odległość od statku do łodzi podwodnej wynosi:
odległość = 1437 m / s × 1 S = 1437 m
Q: Załóżmy teraz, że sonar na statku wysyła falę ultradźwiękową na dno wody. Jeśli fala dźwiękowa zostanie odbita z powrotem do urządzenia w ciągu 4 sekund, jak głęboka jest woda?
A: czas potrzebny fali, aby dotrzeć do dna, wynosi 2 sekundy. Tak więc odległość od statku do dna wody wynosi:
odległość = 1437 m / s × 2 s = 2874 m
użyj interaktywnego PLIX poniżej, aby symulować, w jaki sposób można wykorzystać echolokację do mapowania dna morskiego:
ultrasonografia
innym zastosowaniem ultradźwięków jest „zobaczenie” wewnątrz ludzkiego ciała. To zastosowanie ultradźwięków nazywa się ultrasonografią. Nieszkodliwe fale ultradźwiękowe są wysyłane do wnętrza ciała, a odbite fale są używane do tworzenia obrazu na ekranie. Technologia ta służy do badania narządów wewnętrznych i nienarodzonych dzieci bez ryzyka dla pacjenta. Możesz zobaczyć lekarza za pomocą USG na rysunku poniżej.
podsumowanie
- ultradźwięki to dźwięk, który ma częstotliwość fali wyższą niż ludzkie ucho może wykryć. Obejmuje wszystkie dźwięki o częstotliwościach fal wyższych niż 20 000 fal na sekundę lub 20 000 herców (Hz).
- zwierzęta takie jak nietoperze i delfiny wysyłają fale ultradźwiękowe i używają ich echa do identyfikacji lokalizacji obiektów, których nie widzą. To się nazywa echolokacja.
- Sonar oznacza nawigację dźwiękową i zasięg. Służy do lokalizacji obiektów podwodnych, takich jak okręty podwodne.
- ultrasonografia to wykorzystanie odbitych fal ultradźwiękowych do” zobaczenia ” wnętrza ciała.
Recenzja
- wyjaśnij, jak zwierzęta wykorzystują echolokację do znajdowania rzeczy w ciemności.
- co oznacza sonar? W jaki sposób lokalizuje się podwodne obiekty?
- Sonar na statku wysyła fale ultradźwiękowe pod wodą, aby zlokalizować zatopiony statek. Potrzeba 0,6 sekundy, aby fala ultradźwiękowa przemieściła się z urządzenia do zatopionego statku i z powrotem. Jak daleko pod powierzchnią jest zatopiony statek?
- w jaki sposób ultrasonografia przypomina sonar?