书城科普奇妙的大自然:360°亲近大自然
10667600000047

第47章 用耳朵“看”东西——蝙蝠与超声器具

小问号

蝙蝠的种类很多。世界最大的蝙蝠是生活在印度尼西亚的果蝠,身长30多厘米,体重约900克,两翼张开时有的竟然能达到2米。世界上最小的蝙蝠是栖居在泰国的一种蝙蝠,人们发现这种蝙蝠只生活在两个小洞穴里,体长仅仅3厘米,两翼张开也不到6厘米,体重更是小得可怜,还不到2克重呢。不论是哪一种蝙蝠,它们的看家本领就是超声定位技术,都是用耳朵来“看”东西。想一想,它给人类的发明创造带来了什么重要的启发?

世界上有成千上万的盲人生活在黑暗中,出门时即使拿着拐杖也极不方便,他们很羡慕蝙蝠能在黑暗中自由地飞翔,而不会碰到任何障碍物。英国利兹大学的研究人员根据对蝙蝠超声定位系统的研究,发明了供盲人使用的“探路仪”。这种仪器外形像手电筒,由两个部分组成:一部分发射超声波,另一部分把周围物体反射回来的声音转变成容易辨别的信号。盲人“探路仪”能够帮助盲人在10米左右的距离里活动。借助这种仪器,盲人能够发现电线杆、台阶、人行道边缘、桥上的人等,不会发生危险。经过一段时间的训练,盲人还可以用它来分辨铺满砂砾的小路或草地以及前进中遇到的凹坑。难怪有人说,“探路仪”是盲人的“第三只手”。

科学家根据蝙蝠的超声定位系统还发明了超声眼镜。在眼镜的鼻梁架上装有超声波发射器,它在55度立体角内辐射出45到90千赫的超声波,被障碍物反射回来的超声信号,由上面两个成一定角度的传感器接收,再变成人的耳朵能够听得见的声音,从而帮助盲人辨别障碍物的方位。这种眼镜的电源和大部分电子线路装在一个小盒子里,外形不过有香烟盒那么大,非常灵巧。

嘿,蝙蝠的超声定位术,给盲人的生活带来了意想不到的方便!

“小档案”

科学家把波分为三种,即次声波、声波、超声波。次声波的频率为20赫以下;声波的频率为20赫~20千赫;超声波的频率则为20千赫以上。其中的次声波和超声波一般人耳是听不到的,而犬、海豚以及蝙蝠等动物的耳朵可以听到超声波。超声波频率高、波长短,传播的方向性好、穿透能力强,因此在军事医疗及工业中有较大的用途。它的应用按功率的大小可分为功率超声和检测超声。功率超声的应用包括焊接、钻孔、粉碎、清洗、乳化等,它们多属于只发射不接受的超声设备。检测超声在军事中的应用有雷达定位等。医用超声波可以看穿肌肉及软组织,使得这项技术常用来扫描之用。超声波亦可用于清洁用途,是目前清洗效果最佳的方式,一般认为这是利用了超声在液体中的“空化作用”。在深圳可以用数百元购买超声波清洗机。清洗机所产生的超声波的频率约为20~40千赫,可应用在珠宝、镜片或其他光学仪器、牙医用具、外科手术用具及工业零件的清洁。