تحديد الموقع بالصدى في الحيوانات. كيف يتنقل الخفافيش كيف يرى الخفاش الظلام
في الطبيعة، لا تعيش معظم الفئران أكثر من 18 شهرًا. ومع ذلك، فإن مثل هذه الفترة الطويلة للحيوانات الصغيرة تسمح للفأر بالمرور بعدة مراحل حياة. يحدث تطور الشبل بعد ظهوره في غضون 3 أسابيع، عندما يتغذى على الحليب ويكتسب الشعر تدريجيًا، وهو ما لم يكن لديه في البداية.
حتى عمر 1.5 شهر، تتغذى الجراء جزئيًا على الإمدادات التي تجلبها أمهاتهم، وجزئيًا على "الغزوات" المستقلة. بحلول هذا الوقت، يكون لديهم فرو بالفعل وأعينهم مفتوحة. يستخدمون بشكل رئيسي الرائحة والموجات فوق الصوتية.
في عمر 1.5 إلى شهرين، تصبح الجراء مستقلة وتترك العش بحثًا عن مكان تعشيش خاص بها. خلال هذا الوقت، يستخدمون المسارات التي تركها آباؤهم لهم وينشئون مساراتهم الخاصة.
تتحرك الفئران على نفس الطرق، وذلك بفضل الروائح المستمرة للفيرومونات المنطلقة مع البول. وهذه الخاصية بدورها تسهل العثور على الفئران وتدميرها. يعمل البول أيضًا كنوع من أجهزة الإشارة. عندما يشعر الفأر بالخوف، تصبح الرائحة مختلفة ومن المرجح أن تتجنبها الفئران الأخرى، التي تقترب من مكان الخطر.
توجد أيضًا على أقدام كل فرد غدد خاصة "تحدد" بها المنطقة. وتنتقل رائحة هذه الغدد إلى أي جسم تلمسه.
في الطبيعة، الفئران نشطة على مدار السنةلكن في الشتاء يحاولون العثور على مكان منعزل على شكل كومة قش، أو حفرة عميقة يصل عمقها إلى 60 سم، وما إلى ذلك. درجات الحرارة المنخفضةمدمرة للفئران، لذلك يبحثون عنها مكان دافئمع الكثير من الطعام القريب. والسبب نفسه يجبر الفئران على القرب من البشر في منازلهم ومنازلهم. البنايات. عدد كبير منتعيش الفئران في الاسطبلات والحظائر مع الماشية.
عادة ما تعيش الفئران في منازل البشر في فصل الشتاء فقط، وليس ذلك فترة الصيفالانتقال إلى الجحور في المنطقة المجاورة، ومواصلة الغارات على إمدادات الحبوب والحبوب.
في المنزل أو المستودع، يحدد الفأر في المقام الأول مصادر الغذاء. في أغلب الأحيان، تختار الاحتياطيات الأكثر ثباتا وغنية، والتي ستسمح لها بالتغذية لفترة طويلة. هذه هي الجرار والأكياس مع الحبوب والحبوب والمفرقعات. الحبوب مثيرة للاهتمام بشكل خاص للفئران. في حالة عدم وجود مثل هذا الطعام، يتحول الماوس إلى الصابون والشموع وجديلة الكابل الأجهزة المنزليةوالأسلاك والخضروات الجذرية والخضروات والفواكه المجففة والمكسرات وما إلى ذلك. يمكن للفئران أن تأكل أي شيء تقريبًا للحفاظ على التمثيل الغذائي سريع المفعول.
في المساكن البشرية، تتكاثر الفئران على مدار السنة وتعيش لمدة 2-3 سنوات. الأنثى، التي تحمل ما معدله 10 فضلات سنويا، تلد عددا كبيرا من الفئران. ومن حيث معدل التكاثر، تعتبر هذه الثدييات من بين الأكثر إنتاجية. وهذا ما يحدد استخدام الفئران في البحث العلمي الحديث.
تقع الفئران بسهولة في الفخاخ والطعوم المختلفة. مصائد الفئران كافية على نحو فعالالسيطرة على عدد سكانها إذا لم تكن كبيرة جدا. عندما تكون الغرفة موبوءة بالفئران بشكل كبير، تقل فعالية هذه السيطرة بشكل كبير. تظهر في المقدمة الطعوم المسمومة التي تأكلها الفئران بنشاط.
فترة نشاط الفئران في الطبيعة هي الفترة المظلمة من اليوم. في الخريف، غالبًا ما تنفد الفئران من جحورها أثناء النهار. غالبًا ما تظل القوارض التي تعيش بجوار البشر نشطة طوال اليوم وحتى أثناءه إضاءة اصطناعية. الفئران قادرة على التواصل باستخدام موجات فوق صوتية غير مسموعة للأذن البشرية. هذه هي الطريقة التي يجذب بها الذكور الإناث للتزاوج.
إن حاسة السمع لدى الفأرة حساسة للغاية للأصوات ويمكنها تمييز الترددات التي تصل إلى 100 كيلو هرتز. وهذا الرقم أعلى بخمس مرات من نظيره لدى البشر. تساعدهم حاسة الشم لدى الفئران بشكل مثالي على التنقل في الفضاء واختيار اتجاه الحركة. الرؤية عند الحيوانات ضعيفة التطور وتركز على البحث عن الأشياء البعيدة. في مكان قريب، الفئران عمياء عمليا، لكنها موجهة بشكل جيد في الفضاء بفضل الروائح والأصوات.
مصدر الوظيفة: الحل 4255. OGE 2017 فيزياء، E.E. كامزيفا. 30 خيارًا.
المهمة 20.القدرة على التنقل بشكل مثالي في الفضاء الخفافيشالمرتبطة بقدرتهم على الإرسال والاستقبال
1) الموجات تحت الصوتية فقط
2) الموجات الصوتية فقط
3) الموجات فوق الصوتية فقط
4) الموجات الصوتية والفوق صوتية
حل.
تعيش الخفافيش عادة في قطعان ضخمة في الكهوف، حيث يمكنها التنقل بشكل مثالي في الظلام الدامس. أثناء الطيران داخل الكهف وخارجه، يُصدر كل فأر أصواتًا غير مسموعة لنا. تصدر آلاف الفئران هذه الأصوات في نفس الوقت، لكن هذا لا يمنعها من التوجه بشكل مثالي في الفضاء في الظلام الدامس والتحليق دون الاصطدام ببعضها البعض. لماذا الخفافيشهل يمكنهم الطيران بثقة في الظلام الدامس دون الاصطدام بالعوائق؟ ترتبط الخاصية المذهلة لهذه الحيوانات الليلية - القدرة على التنقل في الفضاء دون مساعدة الرؤية - بقدرتها على إصدار الموجات فوق الصوتية والتقاطها.
لكي تنعكس الإشارة بواسطة عائق، يجب أن لا يقل الحجم الخطي الأصغر لهذا العائق عن الطول الموجي للصوت المرسل. يمكن أن يؤدي استخدام الموجات فوق الصوتية إلى اكتشاف كائنات أصغر مما يمكن اكتشافه باستخدام ترددات صوتية أخرى. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام إشارات الموجات فوق الصوتية يرجع إلى حقيقة أنه مع انخفاض الطول الموجي، يتم إدراك اتجاه الإشعاع بسهولة أكبر، وهذا مهم جدًا لتحديد الموقع بالصدى.
الآلاف من الخفافيش المكسيكية، التي تعيش في ولاية تكساس، تغني الأغاني باستخدام مجموعات معقدة من المقاطع أثناء طيرانها. صحيح أن الأذن البشرية غير قادرة على تقييم القدرات الصوتية ومهارة الخفافيش، لأنها تتواصل على ترددات فوق صوتية.
عالم الأحياء مايكل سميثرمان من جامعة تكساس زراعةوحاول علم الميكانيكا دراسة الطرق التي تنظم بها أغاني الخفافيش المقاطع وربط قدراتها على التواصل بمناطق معينة من الدماغ.
يقول العالم: "إذا تمكنا من معرفة أجزاء دماغ الخفافيش المسؤولة عن التواصل، فيمكننا أن نفهم بشكل أفضل كيف يولد الدماغ البشري وينظم تسلسلات معقدة من إشارات الاتصال". - وبعد أن فهمت العمل العقل البشري، نستطيع عرض طرق مختلفةحل مشاكل الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات النطق.
قام مختبر سموثرمان بدراسة الجوانب السلوكية والفسيولوجية لنقل المعلومات في الخفافيش. في الحالة الأولى، قاموا بدراسة التغيرات الموسمية والاختلافات في نقل المعلومات من قبل الذكور والإناث، وفي الثانية حاولوا تحديد مناطق الدماغ التي تنشط أثناء الاتصال.
الشفاه البرازيلية المطوية تصدر أصواتًا عند التواصل. اهتزازات الصوتبترددات أعلى من تلك التي يمكن للأذن البشرية اكتشافها (نطاق الإدراك البشري 16 - 20000 هرتز). صحيح أن الناس يمكنهم سماع مقتطفات من أغاني الخفافيش إذا قاموا بغناء جزء من العبارة "بصوت منخفض".
تتواصل الخفافيش بترددات عالية بسبب قدرتها على تحديد الموقع بالصدى. يقومون بإنشاء موجات فوق صوتية في نطاق التردد من 40 إلى 100 كيلو هرتز وتوجيه أنفسهم في الفضاء باستخدام الموجات المنعكسة لتحديد الاتجاه والمسافة إلى الأشياء المحيطة. كلما ارتفع تردد الصوت، تمكنت الخفافيش من تمييز التفاصيل الدقيقة وزادت دقة بناء مسار طيرانها.
شملت الدراسة 75 شفاهًا برازيلية مطوية تعيش في مختبر سموثرمان. ولم يتم عزل العينات قيد الدراسة منها الحياة البريةولكن تم جمعها في مباني مختلفة مثل الكنائس والمدارس. ووفقا للعالم، فإن هذه الخفافيش ليست عدوانية على الإطلاق، ونظرا لطبيعتها الودية، فهي عينات ممتازة للبحث.
وقد وجد أن نداء الشفة البرازيلية المطوية يتكون من 15 إلى 20 مقطعًا.
كل ذكر يغني أغنيته الخاصة أثناء الخطوبة. على الرغم من أن "ألحان" أغاني الخطوبة تبدو متشابهة تقريبًا بالنسبة للجميع، إلا أن فناني الأداء يؤلفون تصريحات فردية من خلال الجمع بين مقاطع مختلفة. بالإضافة إلى الأغاني الموجهة إلى أفراد من الجنس الآخر، تستخدم الخفافيش رسائل صوتية معقدة للتعرف على بعضها البعض وللإشارة أيضًا الحالة الاجتماعية، تحديد الحدود الإقليمية، عند تربية النسل وعند مواجهة الأفراد الذين غزوا أراضي شخص آخر.
يقول سموثرمان: "لا يوجد حيوان ثديي آخر غير البشر لديه القدرة على التواصل باستخدام مثل هذه التسلسلات الصوتية المعقدة".
أغاني الخفافيش تشبه أغاني الطيور. وعلى مدى سنوات طويلة من البحث، تمكن العلماء من تحديد أجزاء دماغ الطيور المسؤولة عن الغناء، ولكن بحسب الخبراء، فإن دماغ الطيور يختلف كثيراً عن دماغ الثدييات، وبالتالي فإنه من الصعب جداً استخدامه. التعرف على سمات التواصل الصوتي عند الطيور لفهم سمات الكلام البشري.
يتم بناء أدمغة الثدييات بنفس الطريقة تقريبًا، ولدى الخفافيش العديد من الهياكل نفسها الموجودة في أدمغة الإنسان. ولذلك، يمكن التوصل إلى استنتاجات حول خصائص التواصل الصوتي لدى البشر بناءً على دراسة الرسائل الصوتية التي ترسلها الخفافيش.
يقول سموثرمان: "المركز الصوتي، المسؤول عن تنظيم تسلسلات معقدة من المقاطع، أعلى إلى حد ما في الخفافيش، ولم نتمكن بعد من تحديد مكانه بالضبط". "حاليًا، نستخدم طريقة جزيئية لتحديد مناطق الدماغ التي تنشط أثناء الغناء."
ويأمل العلماء في المستقبل أن يطبقوا النتائج التي توصلوا إليها لحل المشاكل المرتبطة باضطرابات النطق. وبحسب العلماء فإن فكرة ذلك خطاب انسانيهي ميزة فريدة تحد بشكل كبير من البحث في هذا المجال. "بالمقارنة مع إنجازات مجالات أخرى من علم الأعصاب، نحن متخلفون عن الركب، لأننا لا نفهم بعد بشكل كامل القضايا الأساسية لعمل التواصل الصوتي لدى البشر"، يقول سموثرمان متأسفا.
على الرغم من أن الخفافيش ممتازة في التنقل في الفضاء باستخدام الموجات فوق الصوتية، إلا أن هذه الآلية تعمل بشكل جيد فقط على مسافات قصيرة. كما هو موضح، أثناء الرحلات الجوية لمسافات طويلة، تستخدم الخفافيش المجال المغناطيسي للأرض بفضل "البوصلة المغناطيسية المدمجة".
الخفافيش - الثدييات الوحيدة التي أتقنت الهواءبفضل وجود الأجنحة. بالإضافة إلى ذلك، فإن الخفاش لا يرتبط بالفأر الأرضي سواء في الأصل أو في نمط الحياة.
ما هو نوع الخفاش؟ هي ينتمي إلى رتبة Chiroptera، الذي اسمه يتحدث عن نفسه. لماذا تسمى الخفافيش الفئران؟ تم تسميته لتشابهه الغامض مع القوارض الأرضية والقدرة على إصدار أصوات مشابهة لصرير الفأر.
مظهر
الخفافيش، الوصف: معظم جسم الحيوان مخصص للأجنحة. إذا كنت لا تأخذها في الاعتبار، فيمكنك ملاحظة جسم مصغر مع رقبة قصيرة ورأس ممدود. فتحة فم الحيوانات كبيرةوتظهر من خلاله أسنان حادة.
بعض أنواع الخفافيش تسحر الناس بوجوهها الجميلة، والبعض الآخر مخيف شكل غير عاديأنفآذان كبيرة بشكل غير متناسب ونمو مذهل في الرأس.
الألطفخفافيش من فصيلة خفافيش الفاكهة يعتبر كلب الفاكهة: لديها كبيرة افتح عينيكوأنف ممدود يشبه الثعلب. ومن المثير للاهتمام أن بعض الأسماء تم إطلاقها بناءً على شكل أنوف الحيوانات: أنف خنزير، وأنف حدوة حصان، وأنف أملس.
يمتلك الخفاش الأبيض ما يشبه "القرن" على خطمه، مما يعطي أنفه شكل البتلة. بفضل هذا الجهاز، يتم توجيه الخياشيم للحيوان إلى الأمام التقاط الروائح بشكل أسرع وأكثر كفاءة.
لا اقل فأر البلدغ له مظهر محدد: على كمامته في الاتجاه العرضي توجد طية غضروفية تمتد فوق الأنف من أذن إلى أخرى. تجمع الأسطوانة الغضروفية حواف الأذنين معًا، مما يزيد من مساحتها للحصول على سمع أكثر مثالية، وهو ضروري للتوجيه في الفضاء أثناء الطيران.
في الوجهحيوان يمكنك "القراءة" عن نمط الحياةوحتى عن تغذية الفأر. على سبيل المثال، لا يحتاج محبو الفاكهة إلى أدوات تحديد المواقع القوية التي يحتاجها ممثلو الطيران الذين يجتازون المناطق المحيطة بهم ليلاً. لكن أنوفهم أوسع: يبحثون عن الطعام بناءً على الروائح.
صورة
كيف يبدو الخفاش: انظر الصورة أدناه:
بناء
لقد تكيفت الطيور مع الطيران بفضل عظامها الخلوية خفيفة الوزن، والأكياس الهوائية في الرئتين، والريش غير المتجانس في البنية والوظيفة. الخفافيش الطائرة لا تملك كل هذا، ولا يمكن تسمية أغشية الجلد بالأجنحة.
كيف تطير الخفافيش؟ رحلة جويةالفئران مثل الطيران الطائراتليوناردو دافنشيالذي اعتمد من الطبيعة فكرة بنية جناح الحيوان الثديي الطائر.
غشاء متواصل غير منفذ للهواء من الجلد "يغطي" الكتل الهوائيةمن الأعلى مما يسمح للحيوانات بالابتعاد عنها والطيران.
الهيكل العظمي والأجنحة
الهيكل العظمي للخفاش له خصائصه الخاصة. الأطرافيتم تعديل الخفافيش: هم بمثابة العمود الفقري للجناح. عظم العضد لهذه الحيوانات قصير، كما أن عظام الساعد وآخر 4 أصابع تكون ممدودة من أجل زيادة مساحة الطيران “عباءة”.
تمتد طية الجلد الليفية من الرقبة إلى أطراف أصابع الحيوانات. إبهام مع مخلب عنيد لم يتم تضمينه في الجناح، عليه اللازمة للحيوان لفهم. بين رجليه الخلفيتين و ذيل طويليتم تمديد الجزء الخلفي (بين الفخذين) من الغشاء.
شاهد كيف تبدو أجنحة الخفافيش في الصورة أدناه:
رحلة جوية
يتم تشغيل الذراع مع الجناح بواسطة عدة عضلات مقترنة بالحزام العلوي لتقليل تكاليف الطاقةللرحلات الجوية مُرفَقليس إلى القص، ولكن إلى القاعدة الليفيةجناح إن عارضة القص لدى الحيوانات أقل قوة من تلك الموجودة في الطيور: فهي متصلة بها فقط عضلة واحدة ضرورية للطيران - العضلة الصدرية الكبرى.
العمود الفقريفي الثدييات الطائرة أكثر قدرة على الحركة من الطيور. إنها تتيح للفئران أن تكون أكثر قدرة على المناورة في الخارج بيئة الهواء.
الحركة على الأرض
كيف يتحرك الخفاش؟ لقد حرم التطور الخفافيش من عظام قويةالحزام السفلي والفخذ وأسفل الساق، تاركين خلفهم اليمنى معظمالحياة للطيران.
بعض أنواع الفئران، مثل الفئران مصاصة الدماء، لديها عظام فخذ أقوى و قادر على المشي على الأرض. الدعم لهم هو الجلد السميك لمنصات المخلب. لا تستطيع خفافيش الفاكهة التحرك بهذه الطريقة وتقوم بذلك بطريقة خرقاء للغاية.
الأبعاد والوزن
طول جسم صغيرالحيوانات التي تعيش في روسيا عادة ما تكون لا يتجاوز 5 سميبلغ طول جناحي أصغرها 18 سم وكتلة الصغار المحطمة للأرقام القياسية هي 2-5 جم.
الفئران ذات الأذنين الطويلة والفئران البيضاء والفئران ذات أنف الخنزير صغيرة الحجم. ممثل النوع الأخير تعتبر من أصغر الثديياتعلى الأرض.
يصل وزن الأفراد الكبار إلى كيلوغرام. يمكن أن تصل المسافة بين أطراف أصابع القدمين للأقدام الأمامية مع انتشار الأجنحة إلى متر ونصف، ويمكن أن يصل طول الجسم إلى 40 سم، وتعتبر خفافيش الفاكهة، مصاصي الدماء الكاذبين في أمريكا الجنوبية، عمالقة حقيقيين بين الخفافيش.
أعضاء الحس
رد فعل الخفافيش للضوء: شبكية العين الخفافيش تفتقر إلى المخاريط- المستقبلات المسؤولة عن الرؤية النهارية.
رؤيتهم شفق ويتم توفيرها بالقضبان. لهذا خلال النهار، تضطر الحيوانات إلى النوملأنهم في وضح النهار يرون بشكل سيئ.
لدى بعض الممثلين عيون مغطاة بطيات غريبة من الجلد. وهذا يؤكد مرة أخرى الفرضية القائلة بأن التنقل في مساحة الماوس دون استخدام محلل مرئي. أقارب الخفافيش، خفافيش الفاكهة، التي تنتمي أيضًا إلى رتبة Chiroptera، لديها مخاريط. ويمكن أيضًا رؤية هذه الحيوانات خلال النهار.
دور ثانويبالنسبة للحيوانات كان هناك محلل بصري تم اكتشافه في تجربة بسيطة: عندما كانت الحيوانات معصوبة الأعين، لم تتوقف عن التنقل في محيطها. وعندما تكرر الأمر نفسه مع الأذنين، بدأت الفئران تصطدم بالجدران والأشياء الموجودة في الغرفة.
الخفافيش تجلب فوائد لا شك فيها للبستانيين و مزارع. في الظلام، عندما تكون الطيور غير نشطة، فإنها لا تدمر الآفات الحشرية فحسب، بل تدمر أيضًا القوارض الصغيرة. اقرأ مقالاتنا عن هذه الحيوانات الغامضة وما هي.
كيف ترى الفئران في الظلام؟
كيف تتنقل الخفافيش؟في الظلام؟ ما الأصوات التي تصدرها الخفافيش؟ تم الكشف عن قدرة الخفافيش المذهلة على الطيران والحصول على الطعام دون رؤية بعد استخدام أجهزة استشعار حساسة تمكنت من تسجيل إشارات الموجات فوق الصوتيةالتي تصنعها الحيوانات أثناء الطيران.
تنعكس الموجات فوق الصوتية للخفافيش، غير المسموعة للأذن البشرية، من الأجسام المحيطة بها ضمن دائرة نصف قطرها 15 مترًا، وتعود إلى الحيوان، ويتم جمعها بواسطة الصيوان وتحليلها بواسطة الأذن الداخلية. تتمتع الحيوانات بسمع جيد.
تَغذِيَة
الثدييات المتقلبة لديهم تفضيلاتهم الغذائية الخاصة. بناءً على المنتج الذي يفضله الحيوان، يتم تمييز ما يلي:
- آكلات الحشرات.
- الحيوانات آكلة اللحوم.
- أكلة الفاكهة أو النباتيين.
- الفئران آكلة الأسماك.
- مصاصي دماء.
يقرأ مقالة مثيرة للاهتمامحول كيفية اصطياد الفئران في الطبيعة.
حلم
ينامممثلو الخفافيش تفضل رأسا على عقب. بمخالب أرجلهم الخلفية، يتشبثون بعارضة أفقية أو فرع شجرة، ويضغطون بأجنحتهم على أجسادهم وينامون. لماذا تنام الخفافيش مقلوبة (مقلوبة)؟ ولا ينامون جالسين: فهم ضعفاء عظام الأطراف السفلية لا تستطيع تحمل ساعات من التوترعليها أثناء النوم.
الخفافيش النائمة، تستشعر الخطر، تنشر أجنحتها، وتفتح مخالب أرجلها الخلفية وتطير بعيدًا دون إضاعة الوقت في النهوض من وضعية الاستلقاء أو الجلوس.
التكاثر
كيف تتكاثر الخفافيش وتولد؟ قبل السبات الشتوي تفتح الحيوانات موسم التزاوج (؟). بعد أشهر قليلة من التزاوج، يولد العالم تظهر 1-2 الفئرانالذي تطعمه الأم بالحليب لمدة أسبوعين.
الأشبالمضرب، تحت الوصايةالأمهات 3 أسابيع، وبعد ذلك يشرعون في حياة مستقلة. اسأل كم من الوقت تعيش الخفافيش، هناك دليل على أن الخفافيش يمكن أن يعيش ما يصل إلى 30 عاما.
الغريبة المجاور
للتعرف على حقائق مثيرة للاهتمام حول الخفافيش، شاهد الفيديو أدناه:
تعيش الخفافيش عادة في قطعان ضخمة في الكهوف، حيث يمكنها التنقل بشكل مثالي في الظلام الدامس. أثناء الطيران داخل الكهف وخارجه، يُصدر كل فأر أصواتًا غير مسموعة لنا. تصدر آلاف الفئران هذه الأصوات في نفس الوقت، لكن هذا لا يمنعها من التوجه بشكل مثالي في الفضاء في الظلام الدامس والتحليق دون الاصطدام ببعضها البعض. لماذا تستطيع الخفافيش الطيران بثقة في الظلام الدامس دون الاصطدام بالعوائق؟ ترتبط الخاصية المذهلة لهذه الحيوانات الليلية - القدرة على التنقل في الفضاء دون مساعدة الرؤية - بقدرتها على إصدار الموجات فوق الصوتية والتقاطها.
اتضح أنه أثناء الطيران، يصدر الفأر إشارات قصيرة بتردد حوالي 80 كيلو هرتز، ثم يستقبل إشارات الصدى المنعكسة التي تأتي إليه من العوائق القريبة ومن الحشرات التي تطير بالقرب منه.
لكي تنعكس الإشارة بواسطة عائق، يجب أن لا يقل الحجم الخطي الأصغر لهذا العائق عن الطول الموجي للصوت المرسل. يمكن لاستخدام الموجات فوق الصوتية اكتشاف الأجسام الأصغر مما يمكن اكتشافه باستخدام ترددات الصوت المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام إشارات الموجات فوق الصوتية يرجع إلى حقيقة أنه مع انخفاض الطول الموجي، يتم إدراك اتجاه الإشعاع بسهولة أكبر، وهذا مهم جدًا لتحديد الموقع بالصدى.
يبدأ الفأر في التفاعل مع جسم معين على مسافة حوالي متر واحد، في حين تقل مدة إشارات الموجات فوق الصوتية التي يرسلها الفأر بحوالي 10 مرات، ويزداد معدل تكرارها إلى 100-200 نبضة (نقرات) في الثانية. وهذا هو، عند ملاحظة كائن ما، يبدأ الماوس في النقر في كثير من الأحيان، وتصبح النقرات نفسها أقصر. أصغر مسافة يستطيع الفأر اكتشافها بهذه الطريقة هي حوالي 5 سم.
أثناء اقترابه من جسم الصيد، يبدو أن الخفاش يقدر الزاوية بين اتجاه سرعته والاتجاه نحو مصدر الإشارة المنعكسة ويغير اتجاه الطيران بحيث تصبح هذه الزاوية أصغر فأصغر.
هل يستطيع الخفاش، الذي يرسل إشارة بتردد 80 كيلو هرتز، اكتشاف حافة يبلغ قطرها 1 مم؟ سرعة الصوت في الهواء تساوي 320 m/s. اشرح اجابتك.
نهاية النموذج
بداية النموذج
لتحديد الموقع بالصدى بالموجات فوق الصوتية، تستخدم الفئران موجات ذات تردد
1) أقل من 20 هرتز
2) 20 هرتز إلى 20 كيلو هرتز
3) أكثر من 20 كيلو هرتز
4) أي تردد
نهاية النموذج
بداية النموذج
ترتبط القدرة على التنقل بشكل مثالي في الفضاء لدى الخفافيش بقدرتها على الإرسال والاستقبال
1) الموجات تحت الصوتية فقط
2) موجات صوتية فقط
3) الموجات فوق الصوتية فقط
4) الموجات الصوتية والموجات فوق الصوتية
تسجيل الصوت
تم اكتشاف القدرة على تسجيل الأصوات ثم تشغيلها مرة أخرى في عام 1877 من قبل المخترع الأمريكي ت.أ. اديسون. بفضل القدرة على تسجيل الأصوات وتشغيلها، ظهرت السينما الصوتية. أصبح تسجيل المقطوعات الموسيقية والقصص وحتى المسرحيات الكاملة على أسطوانات الحاكي أو الحاكي شكلاً شائعًا للتسجيل الصوتي.
يوضح الشكل 1 رسمًا تخطيطيًا مبسطًا لجهاز تسجيل الصوت الميكانيكي. تدخل الموجات الصوتية من مصدر (مغني، أوركسترا، إلخ) إلى القرن 1، حيث يتم تثبيت لوحة مرنة رقيقة 2، تسمى الغشاء. تحت تأثير الموجة الصوتية، يهتز الغشاء. تنتقل اهتزازات الغشاء إلى القاطع 3 المرتبط به، والذي يقوم طرفه برسم أخدود صوتي على القرص الدوار 4. يلتف أخدود الصوت بشكل حلزوني من حافة القرص إلى مركزه. يوضح الشكل مظهر الأخاديد الصوتية في السجل الذي يتم عرضه من خلال عدسة مكبرة.
القرص الذي يتم تسجيل الصوت عليه مصنوع من مادة شمعية ناعمة خاصة. تتم إزالة نسخة نحاسية (كليشيه) من هذا القرص الشمعي باستخدام طريقة الجلفانوبلاستيك. يتضمن ذلك ترسيب النحاس النقي على القطب عندما يمر تيار كهربائي عبر محلول من أملاحه. ثم يتم طباعة النسخة النحاسية على الأقراص البلاستيكية. هذه هي الطريقة التي يتم بها عمل تسجيلات الحاكي.
عند تشغيل الصوت، يتم وضع اسطوانة الحاكي تحت إبرة متصلة بغشاء الحاكي، ويتم تدوير الاسطوانة. بالتحرك على طول الأخدود المتموج للسجل ، تهتز نهاية الإبرة ويهتز الغشاء معها ، وهذه الاهتزازات تعيد إنتاج الصوت المسجل بدقة.
عند تسجيل الصوت ميكانيكيا، يتم استخدام الشوكة الرنانة. عن طريق زيادة وقت تشغيل الشوكة الرنانة بمقدار مرتين
1) سيزيد طول أخدود الصوت مرتين
2) سينخفض طول أخدود الصوت مرتين
3) سيزيد عمق أخدود الصوت مرتين
4) سينخفض عمق أخدود الصوت بمقدار مرتين
نهاية النموذج
2. الفيزياء الجزيئية
التوتر السطحي
هناك قوة تعمل في عالم الظواهر اليومية من حولنا والتي عادة لا ننتبه إليها. هذه القوة صغيرة نسبيًا، ولا يسبب تأثيرها تأثيرات قوية. ومع ذلك، لا يمكننا صب الماء في كوب، ولا يمكننا فعل أي شيء على الإطلاق بهذا السائل أو ذاك دون تفعيل قوى تسمى قوى التوتر السطحي، تلعب هذه القوى دورًا مهمًا في الطبيعة وفي حياتنا. وبدونها، لم نتمكن من الكتابة بقلم حبر، فسينسكب منه الحبر على الفور. سيكون من المستحيل غسل يديك بالصابون لأن الرغوة لن تتشكل. كان من الممكن أن يغمرنا مطر خفيف. سيتم انتهاكها نظام المياهالتربة، والتي ستكون كارثية للنباتات. سوف تتأثر الوظائف الهامة لجسمنا.
أسهل طريقة لفهم طبيعة قوى التوتر السطحي هي من خلال صنبور ماء مغلق بشكل سيء أو معيب. ينمو الانخفاض تدريجيا، مع مرور الوقت، يتم تشكيل التضييق - الرقبة، وينقطع الانخفاض.
ويبدو أن الماء محصور في كيس مرن، وينكسر هذا الكيس عندما تتجاوز قوة الجاذبية قوته. في الواقع، بالطبع، لا يوجد شيء سوى الماء في القطرة، لكن الطبقة السطحية من الماء نفسها تتصرف مثل فيلم مرن ممتد.
نفس الانطباع ينتج عن فيلم فقاعة الصابون. يبدو مثل المطاط الرفيع الممتد لكرة الأطفال. إذا وضعت الإبرة بعناية على سطح الماء، فسوف ينحني الغشاء السطحي ويمنع الإبرة من الغرق. لنفس السبب، يمكن أن تنزلق متزلجات الماء على طول سطح الماء دون الوقوع فيه.
في رغبته في الانكماش، فإن الغشاء السطحي يعطي السائل شكلًا كرويًا، لولا الجاذبية. كلما كانت القطرة أصغر، زاد الدور الذي تلعبه قوى التوتر السطحي مقارنة بالجاذبية. ولذلك، فإن القطرات الصغيرة تكون قريبة الشكل من الكرة. في السقوط الحر، تحدث حالة من انعدام الوزن، وبالتالي تكون قطرات المطر كروية تمامًا. بسبب الانكسار أشعة الشمسيظهر قوس قزح في هذه القطرات.
سبب التوتر السطحي هو التفاعل بين الجزيئات. تتفاعل جزيئات السائل مع بعضها البعض بقوة أكبر من جزيئات السائل وجزيئات الهواء، لذلك تميل جزيئات الطبقة السطحية للسائل إلى الاقتراب من بعضها البعض والغوص بشكل أعمق في السائل. يتيح ذلك للسائل أن يأخذ شكلًا يكون فيه عدد الجزيئات الموجودة على السطح ضئيلًا، وتكون للكرة أقل مساحة سطحية لحجم معين. ينقبض سطح السائل وينتج عن ذلك التوتر السطحي.
