Wie navigieren Mäuse? Fledermäuse verfügen über einen hochentwickelten Stimmapparat.

Fledermäuse leben meist in großen Schwärmen in Höhlen, in denen sie sich in völliger Dunkelheit perfekt zurechtfinden. Jede Maus fliegt in die Höhle hinein und aus ihr heraus und macht Geräusche, die für uns nicht hörbar sind. Gleichzeitig machen Tausende von Mäusen diese Geräusche, was sie jedoch nicht daran hindert, in völliger Dunkelheit perfekt im Weltraum zu navigieren und zu fliegen, ohne miteinander zu kollidieren. Warum die Fledermäuse Kann man in völliger Dunkelheit souverän fliegen, ohne auf Hindernisse zu stoßen? Die erstaunliche Eigenschaft dieser nachtaktiven Tiere – die Fähigkeit, ohne Sehhilfe im Weltraum zu navigieren – hängt mit ihrer Fähigkeit zusammen, Ultraschallwellen auszusenden und einzufangen.

Es stellte sich heraus, dass die Maus während des Fluges kurze Signale mit einer Frequenz von etwa 80 kHz aussendet und dann reflektierte Echos empfängt, die von nahegelegenen Hindernissen und von in der Nähe fliegenden Insekten auf sie zukommen.

Damit das Signal von einem Hindernis reflektiert wird, darf die kleinste lineare Größe dieses Hindernisses nicht kleiner als die Wellenlänge des gesendeten Schalls sein. Durch den Einsatz von Ultraschall ist es möglich, kleinere Objekte zu erkennen, als dies mit niedrigeren Schallfrequenzen möglich wäre. Darüber hinaus ist die Verwendung von Ultraschallsignalen darauf zurückzuführen, dass mit abnehmender Wellenlänge die Richtwirkung der Strahlung leichter zu erkennen ist, was für die Echoortung sehr wichtig ist.

Die Maus beginnt in einer Entfernung von etwa 1 Meter auf ein bestimmtes Objekt zu reagieren, während die Dauer der von der Maus gesendeten Ultraschallsignale um etwa das Zehnfache abnimmt und ihre Wiederholungsrate auf 100–200 Impulse (Klicks) pro Sekunde steigt. Das heißt, nachdem die Maus das Objekt bemerkt hat, beginnt sie häufiger zu klicken und die Klicks selbst werden kürzer. Der kleinste Abstand, den eine Maus auf diese Weise erkennen kann, beträgt etwa 5 cm.

Bei der Annäherung an das Jagdobjekt schätzt die Fledermaus sozusagen den Winkel zwischen ihrer Geschwindigkeitsrichtung und der Richtung zur Quelle des reflektierten Signals ab und ändert die Flugrichtung so, dass dieser Winkel immer kleiner wird.

Kann eine Fledermaus eine 1 mm große Mücke erkennen, indem sie ein Signal mit 80 kHz aussendet? Die Schallgeschwindigkeit in Luft wird mit 320 m/s angenommen. Erklären Sie die Antwort.

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Die Ultraschall-Echoortung von Mäusen verwendet Wellen mit einer Frequenz

1) weniger als 20 Hz

2) 20 Hz bis 20 kHz

3) über 20 kHz

4) jede Frequenz

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Damit verbunden ist die Fähigkeit, sich perfekt im Raum zurechtzufinden Fledermäuse mit ihrer Fähigkeit zu senden und zu empfangen

1) nur Infraschallwellen

2) nur Schallwellen

3) nur Ultraschallwellen

4) Schall- und Ultraschallwellen

Tonaufnahme

Die Fähigkeit, Töne aufzuzeichnen und dann wiederzugeben, wurde 1877 vom amerikanischen Erfinder T.A. entdeckt. Edison. Dank der Fähigkeit, Töne aufzunehmen und wiederzugeben, wurde das Tonkino geboren. Die Aufnahme von Musikwerken, Geschichten und sogar ganzen Theaterstücken auf Grammophon oder Schallplatten ist zu einer Massenform der Tonaufzeichnung geworden.

Abbildung 1 zeigt ein vereinfachtes Diagramm eines mechanischen Tonrekorders. Schallwellen von einer Quelle (Sänger, Orchester usw.) gelangen in das Horn 1, in dem eine dünne elastische Platte 2, eine sogenannte Membran, befestigt ist. Unter Einwirkung einer Schallwelle vibriert die Membran. Die Schwingungen der Membran werden auf den ihr zugeordneten Fräser 3 übertragen, dessen Spitze eine Schallrille auf die rotierende Scheibe 4 zeichnet. Die Schallrille windet sich spiralförmig vom Rand der Scheibe bis zur Mitte. Die Abbildung zeigt eine Ansicht der Klangrillen auf der Schallplatte, betrachtet durch eine Lupe.

Die Schallplatte, auf der der Ton aufgezeichnet wird, besteht aus einem speziellen weichen Wachsmaterial. Von dieser Wachsscheibe wird durch Elektroformung eine Kupferkopie (Klischee) abgetragen. Dabei wird reines Kupfer auf der Elektrode abgeschieden, wenn ein elektrischer Strom durch eine Lösung seiner Salze fließt. Die Kupferkopie wird dann auf Kunststoffscheiben gedruckt. So entstehen Schallplatten.

Bei der Tonwiedergabe wird eine Schallplatte unter eine mit der Membran des Grammophons verbundene Nadel gelegt und die Schallplatte in Rotation versetzt. Wenn sich das Ende der Nadel entlang der wellenförmigen Rille der Platte bewegt, vibriert die Membran mit, und diese Vibrationen reproduzieren den aufgezeichneten Ton ziemlich genau.

Bei der mechanischen Tonaufnahme wird eine Stimmgabel verwendet. Mit einer Verlängerung der Klangzeit der Stimmgabel um das Zweifache

1) die Länge der Klangrille wird um das Zweifache erhöht

2) die Länge der Schallrille verringert sich um das Zweifache

3) die Tiefe der Klangrille wird um das Zweifache erhöht

4) Die Tiefe der Klangrille verringert sich um das Zweifache

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2. Molekularphysik

Oberflächenspannung

In der Welt der alltäglichen Phänomene um uns herum ist eine Kraft am Werk, die normalerweise ignoriert wird. Diese Kraft ist relativ gering, ihre Wirkung verursacht keine starken Auswirkungen. Dennoch können wir kein Wasser in ein Glas gießen, wir können überhaupt nichts mit dieser oder jener Flüssigkeit anfangen, ohne Kräfte in Gang zu setzen, die man Oberflächenspannungskräfte nennt. Diese Kräfte spielen in der Natur und in unserem Leben eine bedeutende Rolle. Ohne sie könnten wir nicht mit einem Füllfederhalter schreiben, die gesamte Tinte würde sofort herausfließen. Es wäre unmöglich, die Hände einzuseifen, da sich kein Schaum bilden könnte. Ein leichter Regen würde uns durchnässen. würde brechen Wasserhaushalt Boden, was für Pflanzen tödlich wäre. Wichtige Funktionen unseres Körpers würden leiden.

Der einfachste Weg, die Natur der Oberflächenspannungskräfte zu erfassen, ist ein schlecht geschlossener oder defekter Wasserhahn. Der Tropfen wächst allmählich, mit der Zeit bildet sich eine Verengung – ein Hals, und der Tropfen löst sich.

Wasser ist sozusagen in einem elastischen Beutel eingeschlossen, und dieser Beutel zerbricht, wenn die Schwerkraft seine Kraft übersteigt. In Wirklichkeit befindet sich im Tropfen natürlich nichts als Wasser, aber die Wasseroberfläche selbst verhält sich wie ein gedehnter elastischer Film.

Der Film einer Seifenblase macht den gleichen Eindruck. Es sieht aus wie ein dünner, gedehnter Gummi eines Babyballs. Wenn Sie die Nadel vorsichtig auf die Wasseroberfläche setzen, biegt sich der Oberflächenfilm und verhindert ein Absinken der Nadel. Aus dem gleichen Grund können Wasserläufer über die Wasseroberfläche gleiten, ohne hineinzufallen.

Bei dem Versuch zu schrumpfen würde der Oberflächenfilm der Flüssigkeit ohne die Schwerkraft eine Kugelform verleihen. Je kleiner das Tröpfchen ist, desto größer ist die Rolle der Oberflächenspannungskräfte im Vergleich zur Schwerkraft. Daher ähneln kleine Tröpfchen einer Kugel. Im freien Fall herrscht Schwerelosigkeit und die Regentropfen sind daher nahezu strikt kugelförmig. Aufgrund der Brechung Sonnenstrahlen In diesen Tropfen erscheint ein Regenbogen.

Oberflächenspannung wird durch intermolekulare Wechselwirkung verursacht. Flüssigkeitsmoleküle interagieren stärker miteinander als Flüssigkeitsmoleküle und Luftmoleküle, sodass die Moleküle der Oberflächenschicht der Flüssigkeit dazu neigen, einander näher zu kommen und tief in die Flüssigkeit einzusinken. Dadurch kann die Flüssigkeit eine Form annehmen, bei der die Anzahl der Moleküle auf der Oberfläche minimal wäre und die Kugel bei einem gegebenen Volumen die minimale Oberfläche hat. Die Oberfläche der Flüssigkeit zieht sich zusammen und es entsteht eine Oberflächenspannung.

Die Fledermaus

Eine Fledermaus kann um Mitternacht durch einen dunklen Stall fliegen, ohne Pfosten, Dachsparren oder schlafende Kühe zu treffen. Fledermausaugen verfügen über keine speziellen Nachtsichtgeräte. Wenn sich eine Fledermaus bei ihren Bewegungen durch die Nachtscheune auf ihre eigenen Augen verlassen würde, würde sie mit ihrer Stirn nicht weniger Säulen und Balken zählen als du und ich.

Wie navigieren Fledermäuse im Dunkeln?

Fledermäuse haben eine andere Art der Orientierung im Dunkeln entwickelt: Sie horchen auf dunkle Räume. Nach Sonnenuntergang fliegen sie zur Jagd aus. Tagsüber hängen sie kopfüber in ihren Häusern – Höhlen, in Baumhöhlen oder in den Fluren von Dorfhäusern – und klammern sich mit ihren Pfoten an die Balken an der Decke. Am meisten Tagsüber bringen Fledermäuse Ordnung und bereiten sich auf nächtliche Abenteuer vor: Sie kämmen sich mit den Krallen die Haare und lecken sorgfältig ihre Flügel.

Interessante Tatsache: Genau wie U-Boote nutzen Fledermäuse Sonar oder Schallwellen, um sich frei im Dunkeln zu bewegen.

Warum jagen Fledermäuse nachts?

Zwischen diesen Aktivitäten dösen Fledermäuse ein. Wenn die Nacht hereinbricht, verlassen Fledermäuse ihr Zuhause und fliegen auf die Jagd. Einige Fledermausarten bevorzugen Früchte, andere, insbesondere tropische, sind blutsaugend und greifen Vögel, Kühe und andere Tiere an. Aber die meisten Fledermäuse ernähren sich von Käfern und anderen Insekten. Fledermäuse jagen nachts, da die Dunkelheit sie vor Tieren schützt, die sie fressen könnten. Außerdem trocknen ihre breiten, haarlosen Flügel bei Nachtflügen nicht durch die heißen Sonnenstrahlen aus.

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Wie sehen Fledermäuse?

Um im Dunkeln zu navigieren, nutzen diese Tiere Geräusche. Darin ähneln sie U-Booten, die ebenfalls Schallwellen nutzen, um durch die dunklen Tiefen des Ozeans zu navigieren. Fledermäuse senden Schallwellen in den Weltraum, sie senden Wellen durch ihren Mund oder ihre Nase aus. Die Wellen werden von den umgebenden Objekten reflektiert, zeichnen deren Konturen nach, und die Mäuse fangen sie mit den Ohren auf und nehmen das akustische (akustische) Bild der Umgebung wahr, in diesem Bild werden sie geführt. Der Vorgang dieser Orientierung durch reflektierten Schall wird Echoortung genannt. Die großen, skurrilen Ohren der Fledermaus helfen ihr, sich im Dunkeln durch ihre Geräuschkulisse zu navigieren.

Interessante Tatsache: Wenn eine Fledermaus auf Beute zielt, gibt sie einen Ton mit einer Frequenz von 200 Schlägen pro Sekunde ab.

Die Fledermaus, die um drei Uhr morgens in Ihrem Schlafzimmer gelandet ist, weiß genau, wohin sie fliegen muss. Es sendet Schallwellen aus und nimmt deren Reflexionen auf. Wellen werden von Sesseln, einem Sofa, einem Fernsehbildschirm reflektiert. Die Wellen werden nicht vom offenen Fenster reflektiert – das bedeutet, dass der Weg frei ist und die Fledermaus einen Weg aus der Falle gefunden hat. Der Schall, den eine Fledermaus aussendet, wird auch von kleinen Gegenständen reflektiert. Wenn Beute – eine schmackhafte Fliege – durch den Raum schwirrt, wird die Fledermaus sie finden. Auf der Suche nach einem Insekt gibt eine Fledermaus einen Ton mit einer Frequenz von 10 Schlägen (Pulsen) pro Sekunde ab. Nachdem er das reflektierte Signal erfasst hat, erhöht er die Frequenz auf 25 Schläge pro Sekunde. Bei einer solchen Frequenz kann die Fledermaus genauer bestimmen, wo sich die Fliege befindet, sodass der Angriff erfolgreich ist.

Mithilfe der Echoortung können Fledermäuse auch im Dunkeln im Weltraum navigieren. Tiere senden Signale mit Ultraschallfrequenz aus.

Beim Aufprall auf Objekte wird die Ultraschallwelle von diesen reflektiert und kehrt zur Maus zurück. Durch die Konzentration auf die Zeit, die von der Aussendung bis zur Rückkehr des Signals vergeht, ist es in der Lage, die Entfernung zum Objekt zu bestimmen.

Fledermäuse nutzen zwei unterschiedliche Signalerzeugungsmechanismen. Manche Fledermäuse geben sie mit Hilfe des Kehlkopfes ab, andere mit der Zunge (Mäuse klicken sozusagen darauf).

Autoren neue Arbeit untersuchten 26 Fledermäuse, die 11 Gruppen angehörten, die sich unabhängig voneinander entwickelten. Dadurch konnten Wissenschaftler anhand zweier Signalmechanismen deutliche anatomische Unterschiede zwischen Mäusen feststellen.

Den Forschern zufolge werden die neuen Daten dabei helfen, die Entwicklung der Fähigkeit zur Echoortung zu untersuchen.

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Anweisung

Fast alle Fledermausarten führen Nachtbild Leben, was bedeutet, dass sie Sinnesorgane haben müssen, die an die Dunkelheit angepasst sind. Obwohl Fledermäuse Augen haben, mit denen sie tagsüber sehen können, verlassen sie sich hauptsächlich auf die Echoortung.

Frühe Forscher, die versuchten, die Fähigkeiten von Fledermäusen zu verstehen, bedeckten ihre Augen und bedeckten ihren Körper und ihre Flügel mit einer Verbindung, die ihre Haut unempfindlich machen sollte, aber die Fledermäuse wichen allen Hindernissen problemlos aus. Erst Mitte des 20. Jahrhunderts gelang es Wissenschaftlern herauszufinden, wie sich Mäuse im Weltraum orientieren. Während des Fluges senden Fledermäuse Schallwellen aus, fangen dann deren Reflexionen von umliegenden Objekten ein und erzeugen so ein Bild der Welt.

Fledermäuse machen Geräusche im Ultraschallbereich, sodass wir sie nicht hören können. Aber die Mäuse selbst verstehen sich perfekt. Sie haben ihre eigene Sondersprache mit mindestens 15 Silben. Mäuse machen nicht nur Geräusche, sie singen auch Lieder, die ihnen nicht nur die Navigation im Weltraum erleichtern, sondern ihnen auch die Möglichkeit zur Kommunikation geben. Mit ihren Liedern identifizieren sich Mäuse, locken Weibchen an und entscheiden Umstrittene Problemeüber das Territorium, lehre die Jungen. Einige Wissenschaftler stufen die Sprache der Fledermäuse in Bezug auf die Entwicklung nach der des Menschen auf den zweiten Platz ein.

Fledermäuse machen starke Geräusche, daher werden ihre Ohren beim Singen mit speziellen Trennwänden verschlossen. Hätte die Natur einen solchen Mechanismus nicht bereitgestellt, würden Mäuse durch ständige Überlastung sehr schnell ihr Gehör verlieren.

Quest-Quelle: Entscheidung 4255. OGE 2017 Physik, E.E. Kamzeev. 30 Optionen.

Aufgabe 20. Die Fähigkeit von Fledermäusen, perfekt im Weltraum zu navigieren, hängt mit ihrer Fähigkeit zum Senden und Empfangen zusammen

1) nur Infraschallwellen

2) nur Schallwellen

3) nur Ultraschallwellen

4) Schall- und Ultraschallwellen

Lösung.

Fledermäuse leben meist in großen Schwärmen in Höhlen, in denen sie sich in völliger Dunkelheit perfekt zurechtfinden. Jede Maus fliegt in die Höhle hinein und aus ihr heraus und macht Geräusche, die für uns nicht hörbar sind. Gleichzeitig machen Tausende von Mäusen diese Geräusche, was sie jedoch nicht daran hindert, in völliger Dunkelheit perfekt im Weltraum zu navigieren und zu fliegen, ohne miteinander zu kollidieren. Warum können Fledermäuse in völliger Dunkelheit souverän fliegen, ohne gegen Hindernisse zu stoßen? Die erstaunliche Eigenschaft dieser nachtaktiven Tiere – die Fähigkeit, ohne Sehhilfe im Weltraum zu navigieren – hängt mit ihrer Fähigkeit zusammen, Ultraschallwellen auszusenden und einzufangen.

Damit das Signal von einem Hindernis reflektiert wird, darf die kleinste lineare Größe dieses Hindernisses nicht kleiner als die Wellenlänge des gesendeten Schalls sein. Durch den Einsatz von Ultraschall ist es möglich, kleinere Objekte zu erkennen, als dies mit anderen Schallfrequenzen der Fall wäre. Darüber hinaus ist die Verwendung von Ultraschallsignalen darauf zurückzuführen, dass mit abnehmender Wellenlänge die Richtwirkung der Strahlung leichter zu erkennen ist, was für die Echoortung sehr wichtig ist.