vad kan denna leende delfin och gäspande fladdermus möjligen ha gemensamt? Det är inte bara att båda är däggdjur. Båda använder också ultraljud för att hitta saker i mörkret.
Vad Är Ultraljud?
ultraljud är ljud som har en vågfrekvens högre än det mänskliga örat kan upptäcka. Det inkluderar allt ljud med vågfrekvenser högre än 20 000 vågor per sekund, eller 20 000 hertz (Hz). Även om vi inte kan höra ultraljud är det mycket användbart för människor och några andra djur. Användning av ultraljud inkluderar ekolokalisering, sonar och ultraljud.
ekolokalisering
djur som fladdermöss och delfiner skickar ut ultraljudsvågor och använder sina ekon eller reflekterade vågor för att identifiera platserna för objekt som de inte kan se. Detta kallas echolocation. Djur använder ekolokalisering för att hitta byte och undvika att stöta på föremål i mörkret. Du kan se i figuren nedan hur en fladdermus använder ekolokalisering för att hitta insektsbyte.
Sonar
Sonar använder ultraljud på ett sätt som liknar ekolokalisering. Sonar står för sound navigation and ranging. Det används för att lokalisera undervattensobjekt som ubåtar. Det är så fartyget som visas i figuren nedan använder det. En sonaranordning är både en avsändare och en mottagare. Den skickar ut ultraljudsvågor och upptäcker vågorna efter att de reflekterar från undervattensobjekt.
avståndet till undervattensobjekt kan beräknas utifrån den kända ljudets hastighet i vatten och den tid det tar för ljudvågorna att resa till objektet. Ekvationen för tillryggalagd sträcka när hastighet och tid är kända är:
Distance = Speed Ukrainian Time
Tänk på fartyget och ubåten som visas i figuren ovan. Om en ultraljudsvåg reser från fartyget till ubåten och tillbaka igen om 2 sekunder, vad är avståndet från fartyget till ubåten? Ljudvågen färdas från fartyget till ubåten på bara 1 sekund, eller halva tiden det tar att göra rundturen. Ljudvågornas hastighet genom havsvatten är 1437 m/ s. därför är avståndet från fartyget till ubåten:
avstånd = 1437 m / s 1 s 1437 m
Q: Antag nu att sonaranordningen på fartyget skickar en ultraljudsvåg till botten av vattnet. Om ljudvågen reflekteras tillbaka till enheten på 4 sekunder, hur djupt är vattnet?
A: den tid det tar vågen att nå botten är 2 sekunder. Så avståndet från fartyget till botten av vattnet är:
avstånd = 1437 m/s 2 s = 2874 m
använd PLIX Interactive nedan för att simulera hur ekolokalisering kan användas för att kartlägga havsbotten:
ultraljud
en annan användning av ultraljud är att ”se” inuti människokroppen. Denna användning av ultraljud kallas ultraljud. Oskadliga ultraljudsvågor skickas inuti kroppen, och de reflekterade vågorna används för att skapa en bild på en skärm. Denna teknik används för att undersöka inre organ och ofödda barn utan risk för patienten. Du kan se en läkare med ultraljud i figuren nedan.
sammanfattning
- ultraljud är ljud som har en vågfrekvens högre än det mänskliga örat kan upptäcka. Den innehåller alla ljud med vågfrekvenser högre än 20 000 vågor per sekund, eller 20 000 hertz (Hz).
- djur som fladdermöss och delfiner skickar ut ultraljudsvågor och använder sina ekon för att identifiera platserna för föremål som de inte kan se. Detta kallas echolocation.
- Sonar står för ljudnavigering och ranging. Det används för att lokalisera undervattensobjekt som ubåtar.
- ultraljud är användningen av reflekterade ultraljudsvågor för att ”se” inuti kroppen.
granska
- definiera ultraljud.
- förklara hur djur använder ekolokalisering för att hitta saker i mörkret.
- Vad står ekolod för? Hur används det för att lokalisera undervattensobjekt?
- en sonaranordning på ett fartyg skickar ultraljudsvågor under vattnet för att lokalisera ett nedsänkt fartyg. Det tar ultraljudsvågen 0,6 sekunder att resa från enheten till Det sjunkna skeppet och tillbaka igen. Hur långt under ytan är Det sjunkna skeppet?
- hur är ultraljud som sonar?