Može li šišmiš slati frekvencijski signal. Kako se šišmiši snalaze. Konzervacijski status šišmiša

Šišmiši obično žive u ogromnim jatima u pećinama, u kojima se savršeno snalaze u potpunom mraku. Uleteći i izlazeći iz pećine, svaki miš proizvodi zvukove koji su nama nečujni. Istovremeno, hiljade miševa ispuštaju ove zvukove, ali to ih ne sprječava da se savršeno orijentiraju u prostoru u potpunom mraku i lete bez sudara. Zašto slepi miševi mogu samouvereno da lete u potpunom mraku bez naletanja na prepreke? Nevjerojatno svojstvo ovih noćnih životinja - sposobnost navigacije u svemiru bez pomoći vida - povezano je s njihovom sposobnošću emitiranja i hvatanja ultrazvučnih valova.

Pokazalo se da tokom leta miš emituje kratke signale na frekvenciji od oko 80 kHz, a zatim prima reflektovane odjeke koji mu dolaze od obližnjih prepreka i od insekata koji lete u blizini.

Da bi se signal reflektovao od prepreke, najmanja linearna veličina ove prepreke ne mora biti manja od talasne dužine zvuka koji se šalje. Korištenje ultrazvuka omogućava otkrivanje manjih objekata nego što bi se mogli detektirati korištenjem nižih zvučnih frekvencija. Osim toga, upotreba ultrazvučnih signala je zbog činjenice da se smanjenjem valne dužine lakše ostvaruje usmjerenost zračenja, a to je vrlo važno za eholokaciju.

Miš počinje da reaguje na određeni objekat na udaljenosti od oko 1 metar, dok se trajanje ultrazvučnih signala koje šalje miš smanjuje za oko 10 puta, a njihova stopa ponavljanja raste na 100-200 impulsa (klikova) u sekundi. Odnosno, nakon što je primijetio objekt, miš počinje da klika češće, a sami klikovi postaju kraći. Najmanja udaljenost koju miš može otkriti na ovaj način je otprilike 5 cm.

Približavajući se objektu lova, šišmiš, takoreći, procjenjuje ugao između smjera svoje brzine i smjera prema izvoru reflektiranog signala i mijenja smjer leta tako da taj kut postaje sve manji i manji.

Može li šišmiš, slanjem signala na 80 kHz, otkriti mušicu od 1 mm? Pretpostavlja se da je brzina zvuka u vazduhu 320 m/s. Objasnite odgovor.

Kraj forme

Početak forme

Ultrazvučna eholokacija miševa koristi valove s frekvencijom

1) manje od 20 Hz

2) 20 Hz do 20 kHz

3) preko 20 kHz

4) bilo koje frekvencije

Kraj forme

Početak forme

Sposobnost savršenog snalaženja u svemiru kod slepih miševa povezuje se s njihovom sposobnošću emitiranja i primanja

1) samo infrazvucni talasi

2) samo zvučni talasi

3) samo ultrazvučni talasi

4) zvuk i ultrazvučni talasi

Snimanje zvuka

Mogućnost snimanja zvukova, a zatim i reprodukcije, otkrio je 1877. američki izumitelj T.A. Edison. Zahvaljujući sposobnosti snimanja i reprodukcije zvukova, rođen je zvučni bioskop. Snimanje muzičkih djela, priča, pa čak i cijelih predstava na gramofonskim ili gramofonskim pločama postalo je masovni oblik snimanja zvuka.

Slika 1 prikazuje pojednostavljeni dijagram mehaničkog snimača zvuka. Zvučni valovi iz izvora (pjevač, orkestar, itd.) ulaze u rog 1, u koji je pričvršćena tanka elastična ploča 2, koja se naziva membrana. Pod dejstvom zvučnog talasa, membrana vibrira. Vibracije membrane se prenose na rezač 3 koji je s njim povezan, čiji vrh crta zvučni žljeb na rotirajućem disku 4. Zvučni žljeb se uvija u spiralu od ruba diska do njegovog centra. Na slici je prikazan pogled na zvučne žljebove na ploči, gledano kroz lupu.

Disk na kojem je snimljen zvuk napravljen je od posebnog mekog materijala od voska. Bakarna kopija (kliše) se uklanja sa ovog voštanog diska elektroformiranjem. Ovo koristi taloženje čistog bakra na elektrodi kada električna struja prođe kroz otopinu njegovih soli. Bakarna kopija se zatim utiskuje na plastične diskove. Tako nastaju gramofonske ploče.

Prilikom reprodukcije zvuka, gramofonska ploča se stavlja ispod igle spojene na membranu gramofona, a ploča se dovodi u rotaciju. Krećući se duž valovitog žlijeba ploče, kraj igle vibrira, a membrana vibrira s njim, a te vibracije prilično precizno reproduciraju snimljeni zvuk.

Prilikom mehaničkog snimanja zvuka koristi se viljuška za podešavanje. Uz povećanje vremena zvuka viljuške za podešavanje za 2 puta

1) dužina zvučnog žlijeba će se povećati za 2 puta

2) dužina zvučnog žlijeba će se smanjiti za 2 puta

3) dubina zvučnog utora će se povećati za 2 puta

4) dubina zvučnog utora će se smanjiti za 2 puta

Kraj forme

2. Molekularna fizika

Površinski napon

U svijetu svakodnevnih pojava oko nas djeluje sila koja se obično ignorira. Ova sila je relativno mala, njeno djelovanje ne izaziva snažne efekte. Ipak, ne možemo sipati vodu u čašu, ne možemo ništa učiniti s ovom ili onom tekućinom, a da ne pokrenemo sile koje se nazivaju sile površinskog napona, koje igraju značajnu ulogu u prirodi i našem životu. Bez njih ne bismo mogli pisati nalivperom, svo mastilo bi se odmah izlilo iz njega. Bilo bi nemoguće sapuniti ruke, jer se pjena nije mogla formirati. Slaba kiša bi nas natopila. Narušio bi se vodni režim tla, što bi bilo pogubno za biljke. Važne funkcije našeg tijela bi stradale.

Najlakši način da se uhvati priroda sila površinskog napona je pomoću loše zatvorene ili neispravne slavine za vodu. Kap raste postepeno, s vremenom se formira suženje - vrat, i kap se skida.

Voda je, takoreći, zatvorena u elastičnu vreću, a ta vreća se lomi kada gravitacija premaši njenu snagu. U stvarnosti, naravno, u kapi nema ničega osim vode, ali sam površinski sloj vode ponaša se kao rastegnuti elastični film.

Film mjehurića od sapunice ostavlja isti utisak. Izgleda kao tanka rastegnuta gumena lopta za bebe. Ako pažljivo stavite iglu na površinu vode, površinski film će se saviti i spriječiti da igla potone. Iz istog razloga, vodoskoci mogu kliziti po površini vode bez pada u nju.

U svom pokušaju da se skupi, površinski film bi tečnosti dao sferni oblik da nije gravitacije. Što je kapljica manja, to je veća uloga koju igraju sile površinske napetosti u odnosu na gravitaciju. Stoga su male kapljice po obliku bliske lopti. U slobodnom padu dolazi do stanja bestežinskog stanja, pa su kapi kiše gotovo strogo sferične. Zbog prelamanja sunčevih zraka u ovim kapljicama se pojavljuje duga.

Površinska napetost je uzrokovana međumolekularnom interakcijom. Molekuli tekućine međusobno djeluju jače od molekula tekućine i molekula zraka, pa molekuli površinskog sloja tekućine teže da se približe jedni drugima i potonu duboko u tekućinu. To omogućava tekućini da poprimi oblik u kojem bi broj molekula na površini bio minimalan, a lopta ima minimalnu površinu za dati volumen. Površina tečnosti se skuplja i to dovodi do površinske napetosti.

Svi znaju da slepi miševi koriste eholokaciju za kretanje. Čak i petogodišnjaci to znaju. Do danas znamo da ova sposobnost nije jedinstvena za slepe miševe. Delfini, kitovi, neke ptice, pa čak i miševi također koriste eholokaciju. Međutim, donedavno nismo imali pojma koliko su zapravo glasovi šišmiša složeni i moćni. Naučnici su otkrili da ova jedinstvena stvorenja koriste svoje čudne vokalizacije na sve vrste zapanjujućih načina. Noć je ispunjena cvrkutom i škripom ovih zračnih lovaca, a mi tek počinjemo da učimo sve njihove tajne. Ako mislite da su škljocanje i zvižduci delfina nevjerovatni, onda se pripremite za učenje o pravim majstorima zvuka.

10 Šišmiši se ne mogu prevariti

Nekada se vjerovalo da slepi miševi mogu vidjeti samo insekte koji se kreću. U stvari, neki moljci se smrznu kada čuju približavanje slepog miša. Očigledno, šišmiš s velikim ušima iz Južne Amerike ne zna za to. Studija je pokazala da mogu uočiti uspavane vretenca koji se uopće ne miču. Šišmiš sa velikim ušima "pokriva" metu konstantnom strujom eholokacije. Za tri sekunde mogu utvrditi da li je njihova odabrana meta jestiva. Tako se šišmiš može guštati na usnulom insektu, koji, po svemu sudeći, ne čuje kako vrišti na njega.

Naravno, naučnici su u početku sve ovo smatrali nemogućim. Nije bilo razloga vjerovati da je eholokacija šišmiša toliko osjetljiva da može otkriti različite oblike. Saželi su to na sljedeći način: "Aktivna percepcija tihog i nepokretnog plijena u gustoj vegetaciji šiblja smatrala se nemogućom." Međutim, listonosac s velikim ušima uspijeva.

Da bi još više zbunili naučnike, šišmiš s velikim ušima može razlikovati pravog vretenca od umjetnog. Naučnici su testirali slepe miševe sa pravim vretencima i lažnim od papira i folije. Unatoč činjenici da su se u početku svi šišmiši zainteresirali za lažne, nijedan od njih nije ugrizao umjetnog vretenca. Ovi slepi miševi ne samo da mogu odrediti oblik objekta pomoću eholokacije, već i čuti razliku u materijalu od kojeg je ovaj predmet napravljen.

9 Šišmiši lociraju biljke pomoću eholokacije


Fotografija: Hans Hillewaert

Ogroman broj šišmiša hrani se isključivo voćem, ali u potrazi za hranom lete samo noću. Kako onda pronalaze hranu u mraku? Naučnici su u početku vjerovali da metu pronalaze uz pomoć nosa. To je zato što bi bilo prilično teško sortirati različite oblike biljaka u gustoj krošnji koristeći samo eholokaciju. Teoretski, sve bi bilo kao u magli.

Naravno, moguće je da slepi miševi mogu vidjeti insekte na drveću, ali niko ne bi pomislio da ovi krilati glodari mogu pomoću zvuka odrediti vrstu biljke (usput rečeno, slepi miševi nisu glodari). Međutim, šišmiši iz potporodice lisnatih nosova poznatih kao Glossophagine mogu učiniti upravo to. Svoje omiljene biljke pronalaze samo uz zvuk. Naučnici nemaju pojma kako su postigli ovaj podvig. "Odjeci koje proizvode biljke su vrlo složeni signali koji se odbijaju od mnogih listova ove biljke." Drugim riječima, to je nevjerovatno teško. Međutim, ovi šišmiši nemaju problema s korištenjem ove metode. Bez problema lociraju cvijeće i voće. Neke biljke čak imaju listove u obliku satelitskih antena posebno za privlačenje slepih miševa. Još jednom, slepi miševi dokazuju da imamo još mnogo toga da naučimo o zvuku.

8. Visoka frekvencija

Ultrazvučni cvrkut šišmiša može biti prilično visok. Osoba čuje zvukove u rasponu od 20 herca do 20 kiloherca, što je prilično dobro. Na primjer, najbolji sopran pjevač može postići samo tonu na frekvenciji od približno 1,76 kiloherca. Većina slepih miševa može cvrkutati između 12 i 160 kiloherca, što je uporedivo sa delfinima.

Svijetlo ukrašeni glatki nos stvara zvuk najviše frekvencije od svih životinja na svijetu. Njihov raspon počinje na 235 kiloherca, što je mnogo više od frekvencije koju ljudi mogu čuti, a završava se na oko 250 kiloherca. Ovaj mali pahuljasti sisar može da ispušta zvukove koji su 120 puta jači od glasa najboljeg pjevača na svijetu. Zašto im je potrebna tako moćna audio oprema? Naučnici vjeruju da ove visoke frekvencije "značajno koncentrišu sonar ove vrste slepih miševa i smanjuju njegov domet". U gustim džunglama u kojima žive ovi šišmiši, takva eholokacija im može dati prednost u otkrivanju insekata među svim šuštanjem lišća i grana. Ova vrsta može fokusirati svoju eholokaciju na način na koji nijedna druga vrsta ne može.

7. Super uši


Šiljaste uši slepih miševa nikada ne dobijaju dovoljno pažnje. Sve zanima samo sam zvuk, a ne prijemni uređaj. Tako je inženjerski odjel na Virginia Techu konačno proučio uši slepih miševa. U početku niko nije vjerovao u ono što su otkrili. U jednoj desetinki sekunde (100 milisekundi), jedan od ovih slepih miševa može "značajno promijeniti oblik uha tako da percipira različite zvučne frekvencije". Koliko je brz? Čovjeku je potrebno tri puta duže da trepće nego šišmišu potkovici da preoblikuje svoje uho kako bi se prilagodio određenim odjecima.”

Uši šišmiša su super antene. Ne samo da mogu pomicati uši brzinom munje, već mogu i „obraditi odjeke koji se preklapaju u razmaku od samo 2 milioniti dio sekunde. Oni također mogu razlikovati objekte koji su udaljeni samo 0,3 milimetra.” Da bi vam bilo lakše zamisliti - širina ljudske dlake je 0,3 milimetra. Stoga uopće ne čudi što mornarica proučava slepe miševe. Njihov biološki sonar je daleko superiorniji od bilo koje tehnologije koju je izumio čovjek.

6. Šišmiši prepoznaju svoje prijatelje


Poput ljudi, slepi miševi imaju najbolje prijatelje sa kojima vole da se druže. Svaki dan, dok se stotine slepih miševa u koloniji spremaju za spavanje, iznova i iznova bivaju dodijeljeni istim društvenim grupama. Kako se pronalaze u tako velikoj gomili? Naravno, uz pomoć plača.

Istraživači su otkrili da šišmiši mogu prepoznati individualne pozive članova svoje društvene grupe. Svaki šišmiš ima "posebnu vokalizaciju koja ima svoju akustičnu sliku." Zvuči kao da slepi miševi imaju svoja imena. Ove jedinstvene individualne akustične slike smatraju se pozdravima. Kada se prijatelji sretnu, njuškaju jedan drugome pazuhe – uostalom, ništa ne jača prijateljstvo kao udisanje mirisa pazuha slepih miševa.

Drugi način na koji slepi miševi prenose pojedinačne signale je lov na hranu. Kada mnogi slepi miševi love u istom području, oni emituju signal plijena koji svi drugi mogu čuti. Svrha ovog signala je svojevrsna izjava: "Hej, ova buba je moja!". Iznenađujuće, ovi pozivi za pronalaženje hrane također su jedinstveni za svakog pojedinca, pa kada jedan slepi miševi iz cijelog jata dovikne “Moje!”, svi ostali slepi miševi u koloniji znaju ko je pronašao njihovu hranu.

5. Telefonski sistem

Kolonije naivčina na Madagaskaru su nomadske i stalno se kreću s mjesta na mjesto kako bi izbjegli grabežljivce. Spavaju u smotanim listovima helikonije i kalateje, od kojih svaki može da primi nekoliko malih slepih miševa. Dakle, kako ove loptice pahuljica komuniciraju s ostatkom kolonije ako se šire po šumi? Oni koriste prirodni razglas za komunikaciju sa svojim prijateljima.

Lijevci za listove pomažu pojačati pozive slepih miševa iznutra za čak dva decibela. Listovi su takođe odlični u režiranju zvuka. Istraživanja pokazuju da su slepi miševi koji su već bili u svojim šalovima ispuštali poseban zvuk kako bi pomogli svojim prijateljima da ih pronađu. Slepi miševi napolju su odgovorili vrištanjem, igrajući neku vrstu igre Marka Pola dok nisu našli svoju vrstu. Obično nisu imali problema da pronađu pravi grgeč.

Listovi rade još bolje u smislu pojačavanja zvuka dolaznog vriska, povećavajući njihovu jačinu za čak 10 decibela. Kao da živiš u megafonu.

4. Bučna krila


Nisu svi šišmiši razvili vokalizaciju. U stvari, većina vrsta slepih miševa nema sposobnost stvaranja istih klikova i škripa koje većina drugih vrsta šišmiša koristi za eholokaciju. Međutim, to ne znači da se ne mogu kretati po tom području noću. Nedavno je otkriveno da se mnoge vrste voćnih slepih miševa mogu kretati u svemiru koristeći zvukove mahanja koje ispuštaju svojim krilima. Zapravo, istraživači su toliko zapanjeni ovim otkrićem da su izvršili brojne testove samo kako bi bili sigurni da ovi zvukovi ne dolaze iz usta ovih slepih miševa. Čak su išli toliko daleko da su slepim miševima zatvorili usta i ubrizgali anestetik u njihov jezik. Ovi miševi, sa zalijepljenim ustima i ubrizgavanjem lidokaina u jezik, bili su podvrgnuti takvoj torturi samo da bi naučnici mogli biti 100 posto sigurni da ih slepi miševi ne varaju ustima.

Pa kako ovi šišmiši koriste svoja krila da bi stvorili zvukove koje koriste za eholokaciju? Vjerovali ili ne, niko to još nije shvatio. Letenje i lepršanje u isto vrijeme je tajna koju ovi pametni sisari ne žele odati. Međutim, ovo je prvo otkriće upotrebe nevokalnih zvukova za navigaciju i naučnici su zbog toga veoma uzbuđeni.

3. Vizija šapatom


Fotografija: Ryan Somma

Na osnovu činjenice da šišmiši pronalaze svoj plijen pomoću eholokacije, neke životinje, poput moljaca, razvile su sposobnost otkrivanja eholokacije šišmiša. Ovo je vrhunski primjer klasične evolucijske bitke između grabežljivca i plijena. Predator razvija oružje, njegov potencijalni plijen pronalazi način da mu se suprotstavi. Mnogi moljci padaju na zemlju i nepokretni su kada čuju približavanje šišmiša.

Vampir s dugim jezikom sličan rovki pronašao je način da zaobiđe osjetljivi sluh moljaca. Naučnici su bili iznenađeni kada su otkrili da se ovi šišmiši hrane gotovo isključivo moljcima, koji su sigurno čuli njihov pristup. Kako onda ulove svoj plijen? Vampir s dugim jezikom sličan rovki koristi tiši oblik eholokacije koji moljci ne mogu otkriti. Umjesto eholokacije, koriste "lokaciju šapatom". Koriste ekvivalent šišmiša da uhvate moljce koji ništa ne sumnjaju. Studija druge vrste šišmiša koji šapuće pod nazivom evropski širokouhi ili šišmiš s prnjavim nosom pokazala je da je vokalizacija ove vrste šišmiša 100 puta tiša od one drugih vrsta.

2. Najbrža usta ikada


Postoje obični, neupadljivi mišići, ali postoje i oni koji se mogu opisati samo kao super mišići. Zvečarke imaju ekstremne repne mišiće koji im omogućavaju da zveckaju vrhom repa nevjerovatnom brzinom. Plivački mjehur ribe puferice je mišić koji se najbrže trza od svih kralježnjaka. Ako govorimo o sisavcima, onda nema bržeg mišića od ždrijela šišmiša. Može se kontrahirati brzinom od 200 puta u minuti. To je 100 puta brže nego što možete da trepnete. Sa svakom kontrakcijom proizvodi se zvuk.

Naučnici su se pitali koja je gornja granica sonara slepih miševa. Na osnovu činjenice da se eho vraća šišmišu za samo jednu milisekundu, njihovi vriskovi počinju da se preklapaju brzinom od 400 eha u minuti. Istraživanja su pokazala da mogu čuti do 400 odjeka u sekundi, pa ih samo larinks zaustavlja.

U teoriji, sasvim je moguće da postoje oni koji su u stanju da obore ovaj rekord. Nijedan od sisara poznatih nauci ne posjeduje mišiće koji se mogu kretati tako brzo. Razlog zašto mogu da izvedu ove neverovatne zvučne podvige je taj što zapravo imaju više mitohondrija (telesnih baterija) kao i proteina koji nose kalcijum. To im daje veću snagu i omogućava njihovim mišićima da se kontrahiraju mnogo češće. Njihovi mišići su bukvalno super nabijeni.

1. Šišmiši idu na pecanje

Neki slepi miševi hvataju ribu. Ovo izgleda potpuno smiješno, jer eholokacija ne putuje kroz vodu. Odbija se od nje kao da lopta udari o zid. Pa kako to rade šišmiši koji jedu ribu? Njihova eholokacija je toliko osjetljiva da mogu otkriti mreškanje na površini vode koje odaje ribu koja pliva na površini vode. Šišmiš zapravo ne vidi ribu. Njihova eholokacija nikada ne dopire do samog plijena. Pronalaze ribu kako pliva blizu površine vode čitajući prskanje vode na površini uz pomoć zvuka. To je jednostavno neverovatna sposobnost.

Ispostavilo se da neki šišmiši koriste istu tehniku ​​za hvatanje žaba. Ako žaba koja sjedi u vodi vidi šišmiša, ona se smrzava. Ali izdaju je talasi koji se šire vodom iz njenog tela. Još jedna zanimljiva činjenica o slepim miševima i vodi je da su od rođenja programirani da vjeruju da je svaka akustički glatka površina voda i oni se spuštaju na nju da piju. Očigledno, ako stavite veliku glatku ploču usred džungle, mladi slepi miševi će zaroniti u nju licem prema dolje u pokušaju da utaže žeđ. Stoga je, s jedne strane, eholokacija slepih miševa toliko osjetljiva da mogu čitati površinu jezera poput knjige. S druge strane, mladi slepi miševi ne mogu razlikovati poslužavnik od lokve.

Leptir medved Bertholdia trigona- jedina poznata životinja u prirodi koja se može braniti od slepih miševa ometajući njihove lokacijske signale.Miševi ne mogu naučiti uhvatiti ovu vrstu medvjeda koji emituje karakteristične ultrazvučne klikove. Međutim, kako tačno funkcioniraju klikovi leptira? B. trigona na slepim miševima bio nepoznat. Američki biolozi postavili su bihejvioralne eksperimente u kojima su testirali tri moguća mehanizma. Ispostavilo se da su signali emitovani B. trigona, smanjiti tačnost kojom šišmiš određuje udaljenost do njega. Kao rezultat klikova koje emituje leptir, šišmiš mijenja prirodu svojih signala, zbog čega je još teže uhvatiti leptira. Autori smatraju da ovakvo ponašanje B. trigona mogao proizaći iz starije metode odbrane poznatog kod nekih leptira - kada je akustična signalizacija praćena oslobađanjem hemikalija koje odbijaju grabežljivce.

Šišmiši i moljci su bili u evolucijskoj rasi najmanje 50 miliona godina. U procesu ove borbe, leptiri su razvili prilično jednostavan dizajn slušnih organa, što doprinosi brzom upozorenju na približavanje opasnosti i pokretanju reakcije izbjegavanja predatora. Leptiri iz porodice Ursa, ili Arctiidae, takođe su sposobni da emituju ultrazvučne klikove, pri čemu različite vrste to rade na različite načine. Mnogi od njih rijetko škljocaju, ali zvučni signal je popraćen oslobađanjem mirisnih tvari koje odbijaju slepe miševe. Druge vrste su naučile da imitiraju ove nejestive leptire tako što klikću i ne emituju mirise (Barber i Conner, 2007). Drugi način odbrane je klikanje kako bi se uplašio neiskusni šišmiš. Ova metoda, međutim, nije baš pouzdana, jer miševi uče i nakon nekoliko pokušaja prestaju da obraćaju pažnju na škljocanje leptira.

Nedavno su američki naučnici sa Univerziteta Wake Forest pokazali da jedna vrsta medvjedića, Bertholdia trigona, može emitovati česte ultrazvučne signale koji ometaju eholokacijske signale slepih miševa (Corcoran et al., 2009.). Zanimljivo je da slepi miševi ne mogu naučiti kako se nositi s ovom preprekom: nakon brojnih pokušaja, miš ipak ne uspijeva uhvatiti leptira. Sada su isti autori postavili zadatak da razjasne mehanizam kojim B. trigona tako se vješto brani (Corcoran et al., 2011). Predložili su tri hipoteze.

Prema prvom hipoteza iluzornog eha, - slepi miš može zbuniti signale leptira sa ehom sopstvenog signala od objekta koji ne postoji. U tom slučaju, miš mora promijeniti svoju putanju leta, odletjeti od nepostojećeg objekta. Prema drugom - hipoteza o udaljenim smetnjama, - signali koje emituje leptir mogu smanjiti preciznost šišmiša u određivanju udaljenosti do plijena. Ovo se može dogoditi ako leptirovi klikovi prethode odjeku vlastitog signala slepog miša. Konačno, prema trećem maskirajuća hipoteza, - signali leptira ga mogu potpuno maskirati i on postaje "nevidljiv" za slepog miša.

Ponašanje šišmiša u eksperimentu može pokazati koja je hipoteza tačna. Miš će ili promijeniti putanju leta, ili će pokušati da uhvati leptira i promaši, ili ga uopće neće primijetiti i nastavit će letjeti.

Eksperimenti ponašanja vršeni su sedam noći u zvučno izoliranoj prostoriji dimenzija 5,8 x 4,0 x 3,0 m. Eptesicus fuscus, pripada porodici glatkih slepih miševa. Eksperimenti su sprovedeni na tri osobe E. fuscus.

Preliminarno je pokazano da su sva tri miša dobrovoljno jela proučavanu vrstu medvjedića ako leptiri nisu ispuštali zvukove (izostanak akustičnih signala zabilježen je kod 22% leptira). Prije svakog eksperimenta provjeravali smo koliko je miš pouzdano uhvatio kontrolne leptire koji ne emituju signale. Kao kontrolu koristili smo Galleria melonella. Nakon toga, svake noći 16 leptira (4 - B. trigona, 4 - druge vrste medvjeda koji ne ispuštaju zvuk, 8 - G. melonella) nasumično su predstavljeni jednom slepom mišu. Leptiri su bili pričvršćeni na konac dužine 60 cm.Miš je mogao napasti leptira nekoliko puta, ali je samo prvi napad uzet u obzir za analizu.

Svi eksperimenti su snimljeni na dvije brze video kamere (250 sličica u sekundi). Ovi zapisi su analizirani pomoću kompjuterskog programa (MATLAB) koji je omogućio izračunavanje trodimenzionalnih koordinata objekata u vidnom polju kamera. Kao rezultat toga, vektor leta, minimalna udaljenost između miša i leptira i vektor od miša do leptira izračunati su u svakom trenutku svake interakcije. Ugao φ je određen kao ugaona devijacija između vektora leta miša i vektora između miša i leptira (slika 1).

leptiri B. trigona, kao i ostatak medvjedića, prave klikove takozvanim timbalnim organima (vidi Timbal). Ovi organi su dobro proučeni kod cvrčaka pjesama, ali kod leptira imaju nešto drugačiju strukturu. Medvjedice imaju žljebove na timbalnim skleritima koji im omogućavaju da generiraju klikove na visokoj frekvenciji. Serija klikova se generiše tokom aktivnog savijanja sklerita timusa prema unutra (aktivni ciklus) i pasivnog povratka sklerita (pasivni ciklus, slika 2). Prosječni interval između klikova B. trigona, jednak 325 µs, ispada da je manji od rezolucije uha šišmiša (400 µs), tako da čitav niz klikova miš percipira kao kontinuirani zvuk. Na sl. 2 također pokazuje da frekvencijski spektar signala leptira iznenađujuće oponaša spektar signala slepog miša.

U eksperimentima u ponašanju, autori su uočili tri tipa ponašanja kod slepih miševa. Prvo, direktni napad, kada je miš poleteo i pokušao da zgrabi leptira (slika 3A); drugo, napad iz blizine u kojem miš nije pokušao da zgrabi leptira već je nastavio da napada nakon što je leptir počeo da klikće (slika 3B); treće, izbegavanje, kada je miš prestao da napada ubrzo nakon što je leptir počeo da klikće i takođe nije pokušao da ga zgrabi (slika 3C). Tri tipa ponašanja razlikovala su se po veličini ugla φ (Slika 3D–F). U slučaju direktnog napada, vrijednosti φ nisu prelazile interval pouzdanosti kontrolnih napada. U napadu iz blizine vrijednosti φ su se smanjivale ili ostale konstantne nakon početka leptira škljocanja, ali je na kraju došlo do snažnog skoka koji je premašio interval povjerenja. Da bi se izbjeglo, vrijednosti φ su počele rasti odmah nakon što je moljac počeo da klikće.

Signali eholokacije miša su se takođe razlikovali u sva tri slučaja (sl. 3G–I). U slučaju direktnog napada, signal je završavao tipičnim trilom, koji je uvijek bio prisutan u napadima na kontrolnog leptira (sl. 3G, 4A). Interval između klikova mišem bio je u prosjeku 6 ms. Napadom iz blizine dominirali su normalni klikovi koji slijede u intervalima od 10-40 ms, koje obično emituju miševi u ponašanju pretraživanja. Ako je nastala trila, bila je vrlo kratka (sl. 3H, 4B). Da bi se izbjegao, miš je počeo da pravi povremene klikove ubrzo nakon što je moljac počeo da škljoca i uopšte nije tribao (slika 4C).

Iskustvo šišmiša u eksperimentima bilo je od velike važnosti. Ponašanje izbjegavanja je dominiralo tokom prve dvije noći (slika 5), ​​dok su napadi iz blizine dominirali od 3. do 7. noći. To sugerira da su se miševi u početku bojali škljocanja leptira, ali su se onda navikli. Međutim, samo 30% napada završilo se uspješno, a napadi su bili uspješni samo u slučajevima kada su leptiri malo kliktali. Ovo potvrđuje pretpostavku autora da su klikovi leptira efikasni za ometanje signala miša samo ako su generisani na visokoj frekvenciji. U napadima iz blizine, miš je promašio u prosjeku 16 cm.

Ovi rezultati su, prema autorima, u skladu sa predviđanjima hipoteze o udaljenim smetnjama. Nizak postotak izbjegavanja unutar 3-7 noći sugerira da miševi ne pokušavaju izbjeći iluzorne smetnje. Približavanje miša leptiru na relativno maloj udaljenosti i pokušaji napada pokazuju da leptir nije potpuno kamufliran, pa se stoga hipoteza o kamuflaži također može odbaciti.

Poznato je da kada se šišmiš približi svom plijenu, intervali između klikova, trajanje i intenzitet signala se smanjuju. Ove promjene u signalizaciji miša su izuzetno prilagodljive. Visoka stopa klikova omogućava mišu da brzo ažurira svoje "informacije o lokaciji", dok kratko trajanje signala sprečava da se signal preklapa sa ehom, koji počinje da stiže brže kako se približava žrtvi. U eksperimentima sa B. trigona autori su uočili suprotnu situaciju: trajanje signala i intervale između klikova E. fuscus povećana. Ova reakcija miša bi trebala dodatno otežati pronalaženje potencijalne žrtve. Autori upoređuju ovo ponašanje sa ponašanjem drugih sisara, koji mijenjaju svoj signal na isti način u uvjetima visoke buke. Pokazano je da je u ovom slučaju poboljšano prepoznavanje signala.

Vjeruje se da su medvjedice izvorno stvarale rijetke klikove kako bi raspršile kemikalije kako bi ih upozorile na njihovu nejestivost. Očigledno je da je evolucija akustične signalizacije kod leptira pratila put poboljšanja zvučnih organa, posebno razvoja žljebova na timbalnoj membrani i uzastopne aktivacije timbala, što im je omogućilo da generiraju klikove na visokoj frekvenciji. Kao rezultat toga, neke vrste (a autori vjeruju da B. trigona- nije jedina vrsta leptira koja može ometati signale slepih miševa) razvili su tako divan način da se zaštite od prilično sofisticiranog grabežljivca.

Šišmiši obično žive u ogromnim jatima u pećinama, u kojima se nalaze

navigirati u potpunom mraku. Ulijetajući i izlazeći iz pećine, svaki miš emituje

zvukove koje ne čujemo. U isto vrijeme, hiljade miševa ispuštaju ove zvukove, ali to nikako nije

sprečava ih da se savršeno snalaze u svemiru u potpunom mraku i lete bez njega

sudarajući se jedno s drugim. Zašto slepi miševi mogu samouvereno da lete punom brzinom

mrak bez naletanja na prepreke? Neverovatno svojstvo ovih noćnih životinja -

sposobnost navigacije u prostoru bez pomoći vida povezana je s njihovom sposobnošću

emituju i primaju ultrazvučne talase.

Ispostavilo se da tokom leta miš emituje kratke signale na frekvenciji od oko 80

kHz, a zatim prima reflektovane odjeke koji mu dolaze od najbližih

prepreka i od letećih insekata.

Da bi se signal reflektovao od prepreke, najmanja linearna dimenzija

ova prepreka ne bi trebala biti manja od talasne dužine zvuka koji se šalje.

Upotreba ultrazvuka omogućava otkrivanje objekata manjih od

može se otkriti korištenjem nižih audio frekvencija. osim toga,

upotreba ultrazvučnih signala je zbog činjenice da sa smanjenjem valne dužine

usmjerenost zračenja je lakše ostvariti, a to je vrlo važno za eholokaciju.

Miš počinje da reaguje na određeni objekat na udaljenosti od oko 1 metar,

dok se trajanje ultrazvučnih signala koje šalje miš smanjuje

oko 10 puta, a njihova stopa ponavljanja raste na 100-200 impulsa

(klikova) u sekundi. Odnosno, nakon što je primijetio predmet, miš počinje češće klikati i

sami klikovi postaju kraći. Najmanja udaljenost koju miš može

Ovako određena je otprilike 5 cm.

Dok se približava objektu lova, šišmiš, takoreći, procjenjuje ugao između

smjer njegove brzine i smjer prema izvoru reflektovanog signala i

mijenja smjer leta tako da ovaj ugao postaje sve manji i manji.

Može li šišmiš, koji šalje signal na frekvenciji od 80 kHz, otkriti mušu veličine

1 mm? Pretpostavlja se da je brzina zvuka u vazduhu 320 m/s. Objasnite odgovor.

Ultrazvučna eholokacija miševa koristi valove s frekvencijom

1) manje od 20 Hz 3) više od 20 kHz

2) 20 Hz do 20 kHz 4) bilo koja frekvencija

Sposobnost savršenog snalaženja u svemiru kod šišmiša je povezana s njihovim

Delphin Hearing

Delfini imaju nevjerovatnu sposobnost navigacije po dubinama mora. Ova sposobnost je zbog činjenice da delfini mogu emitovati i primati signale ultrazvučnih frekvencija, uglavnom od 80 kHz do 100 kHz. Istovremeno, jačina signala je dovoljna da otkrije jato ribe na udaljenosti do jednog kilometra. Signali koje šalje delfin su niz kratkih impulsa u trajanju od 0,01-0,1 ms.

Da bi se signal reflektovao od prepreke, linearna veličina ove prepreke ne mora biti manja od talasne dužine zvuka koji se šalje. Korištenje ultrazvuka omogućava otkrivanje manjih objekata nego što bi se mogli detektirati korištenjem nižih zvučnih frekvencija. Osim toga, upotreba ultrazvučnih signala je posljedica činjenice da ultrazvučni val ima oštru usmjerenost zračenja, što je vrlo važno za eholokaciju, a raspada se mnogo sporije kada se širi u vodi.

Delfin je takođe u stanju da percipira veoma slabe reflektovane audio signale. Na primjer, on savršeno primjećuje malu ribu koja se pojavila sa strane na udaljenosti od 50 m.

Možemo reći da delfin ima dvije vrste sluha: može slati i primati ultrazvučne signale u smjeru naprijed i može percipirati obične zvukove koji dolaze iz svih smjerova.

Za primanje oštro usmjerenih ultrazvučnih signala, delfin ima izduženu donju čeljust, kroz koju valovi eho signala dolaze do uha. A za primanje zvučnih valova relativno niskih frekvencija, od 1 kHz do 10 kHz, na stranama glave delfina, gdje su nekada daleki preci delfina koji su živjeli na kopnu imali obične uši, postoje vanjski slušni otvori koji su gotovo zarasli, ali puštaju zvuke kroz divno.

Može li delfin otkriti malu ribu od 15 cm na boku? Brzina

zvuk u vodi se uzima jednakim 1500 m/s. Objasnite odgovor.

Sposobnost savršenog snalaženja u svemiru povezana je s delfinima sa svojim

mogućnost slanja i primanja

1) samo infrazvučni talasi 3) samo ultrazvučni talasi

2) samo zvučni talasi 4) zvučni i ultrazvučni talasi

Delfini koriste eholokaciju

1) samo infrazvučni talasi 3) samo ultrazvučni talasi

2) samo zvučni talasi 4) zvučni i ultrazvučni talasi

seizmički talasi

Prilikom zemljotresa ili velike eksplozije u kori i debljini Zemlje, mehanički

talasi koji se nazivaju seizmički. Ovi talasi se šire u Zemlji i

mogu se snimiti pomoću posebnih instrumenata - seizmografa.

Djelovanje seizmografa zasniva se na principu slobodno visi teret

Tokom zemljotresa, klatno ostaje praktično nepomično u odnosu na Zemlju. Na

Na slici je prikazan dijagram seizmografa. Klatno je okačeno za stub, čvrsto

fiksiran u tlu i spojen na olovku koja povlači neprekidnu liniju na papiru

remen jednoliko rotirajućeg bubnja. U slučaju vibracija tla, stalak sa bubnjem

također dolaze u oscilatorno kretanje, a na papiru se pojavljuje talasni graf

pokret.

Postoji nekoliko vrsta seizmičkih talasa, od kojih za proučavanje unutrašnjih

strukturu Zemlje, najvažniji longitudinalni talas P i poprečni talas S.

Uzdužni val karakterizira činjenica da se oscilacije čestica javljaju u smjeru

širenje talasa; ovi talasi nastaju u čvrstim materijama, tečnostima i gasovima.

Poprečni mehanički talasi se ne šire u tečnostima ili gasovima.

Brzina širenja longitudinalnog talasa je približno 2 puta veća od brzine

poprečno širenje talasa i iznosi nekoliko kilometara u sekundi. Kada

talasi P i S prolaze kroz medij čija se gustina i sastav mijenjaju, a zatim i brzine

talasi se takođe menjaju, što se manifestuje u prelamanju talasa. U gušćim slojevima

Raste brzina Zemljinog talasa. Priroda prelamanja seizmičkih talasa dozvoljava

istraži unutrašnjost zemlje.

Koja(e) izjava(e) je(su) tačna?

A. Tokom zemljotresa, težina klatna seizmografa oscilira u odnosu na

površine zemlje.

B. Seizmograf instaliran na određenoj udaljenosti od epicentra potresa,

će prvo uhvatiti P val, a zatim S val.

seizmički talas P je

1) mehanički longitudinalni talas 3) radio talas

2) mehanički poprečni talas 4) svetlosni talas

Na slici su prikazani grafovi zavisnosti brzina seizmičkih talasa od dubine uranjanja u utrobu Zemlje. Grafikon za koji od talasa ( P ili S) označava da jezgro Zemlje nije u čvrstom stanju? Objasnite odgovor.

Analiza zvuka

Uz pomoć setova akustičnih rezonatora moguće je utvrditi koji tonovi su uključeni u dati zvuk i koje su njihove amplitude. Takvo utvrđivanje spektra složenog zvuka naziva se njegova harmonijska analiza.

Ranije je analiza zvuka vršena pomoću rezonatora, koji su šuplje kuglice različitih veličina s otvorenim nastavkom umetnutim u uho i rupom na suprotnoj strani. Za analizu zvuka bitno je da svaki put kada analizirani zvuk sadrži ton čija je frekvencija jednaka frekvenciji rezonatora, ovaj počne glasno zvučati u tom tonu.

Takve metode analize su, međutim, vrlo neprecizne i naporne. Trenutno su ih zamijenile mnogo naprednije, preciznije i brže elektroakustičke metode. Njihova suština se svodi na to da se akustična vibracija prvo pretvara u električnu vibraciju istog oblika i, prema tome, istog spektra, a zatim se ta vibracija analizira električnim metodama.

Jedan od bitnih rezultata harmonijske analize tiče se zvukova našeg govora. Po tembru možemo prepoznati glas osobe. Ali kako se zvučne vibracije razlikuju kada ista osoba pjeva različite samoglasnike na istoj tonovi? Drugim riječima, koja je razlika u ovim slučajevima između periodičnih vibracija zraka uzrokovanih glasovnim aparatom na različitim pozicijama usana i jezika i promjena oblika usne šupljine i ždrijela? Očigledno, u spektrima samoglasnika moraju postojati neke karakteristike karakteristične za svaki samoglasnički zvuk, pored onih osobina koje stvaraju tembar glasa date osobe. Harmonska analiza samoglasnika potvrđuje ovu pretpostavku, naime: glasove samoglasnika karakteriše prisustvo u njihovim spektrima tonskih područja sa velikom amplitudom, a ta područja uvijek leže za svaki samoglasnik na istim frekvencijama, bez obzira na visinu pjevanog samoglasnika. .

Da li je moguće, koristeći spektar zvučnih vibracija, razlikovati jedan samoglasnik od drugog? Objasnite odgovor.

Harmonska analiza zvuka se zove

A. utvrđivanje broja tonova koji čine složeni zvuk.

B. utvrđivanje frekvencija i amplituda tonova koji čine složeni zvuk.

1) samo A 2) samo B 3) i A i B 4) ni A ni B

Koji fizički fenomen leži u osnovi elektroakustičke metode analize zvuka?

1) pretvaranje električnih vibracija u zvuk

2) razlaganje zvučnih vibracija u spektar

3) rezonancija

4) pretvaranje zvučnih vibracija u električne

Tsunami

Cunami je jedan od najmoćnijih prirodnih fenomena - niz morskih valova dužine do 200 km, sposobnih da pređu cijeli ocean brzinom do 900 km / h. Zemljotresi su najčešći uzrok cunamija.

Amplituda cunamija, a time i njegova energija, zavisi od jačine podrhtavanja, od toga koliko je epicentar zemljotresa blizu površine dna i od dubine okeana u tom području. Talasna dužina cunamija određena je površinom i topografijom okeanskog dna gdje se zemljotres dogodio.

U okeanu talasi cunamija ne prelaze 60 cm visine - čak ih je teško odrediti s broda ili aviona. Ali njihova dužina je gotovo uvijek mnogo veća od dubine okeana u kojem se šire.

Sve cunamije karakterizira velika količina energije koju nose, čak i u poređenju s najjačim valovima nastalim djelovanjem vjetra.

Čitav život talasa cunamija može se podijeliti u četiri uzastopne faze:

1) poreklo talasa;

2) kretanje po prostranstvima okeana;

3) interakcija talasa sa obalnim pojasom;

4) urušavanje grebena talasa na obalni pojas.

Da biste razumjeli prirodu cunamija, razmislite o lopti koja pluta na vodi. Kad ispod njega prođe greben, juri naprijed s njim, ali odmah s njega sklizne, zaostane i, upadnuvši u udubinu, pomiče se nazad dok ga ne pokupi sljedeći greben. Tada se sve ponavlja, ali ne potpuno: svaki put kada se objekt malo pomakne naprijed. Kao rezultat toga, lopta opisuje putanju blisku kružnici u vertikalnoj ravni. Dakle, u valu, čestica vodene površine sudjeluje u dva kretanja: kreće se po kružnici određenog polumjera, smanjujući se s dubinom, a translacijsko u horizontalnom smjeru.

Zapažanja su pokazala da postoji zavisnost brzine širenja talasa o odnosu talasne dužine i dubine rezervoara.

Ako je dužina generisanog talasa manja od dubine rezervoara, tada u talasnom kretanju učestvuje samo površinski sloj.

Sa talasnom dužinom od desetine kilometara za talase cunamija, sva mora i okeani su „plitki“, a u kretanju talasa učestvuje čitava masa vode, od površine do dna. Trenje na dnu postaje značajno. Donji slojevi (blizu dna) su jako usporeni, ne držeći korak sa gornjim slojevima. Brzina širenja takvih valova određena je samo dubinom. Proračun daje formulu po kojoj možete izračunati brzinu talasa u "plitkoj" vodi: υ = √gH

Cunamiji teku brzinom koja se smanjuje sa smanjenjem dubine okeana. To znači da se njihova dužina mora mijenjati kako se približavaju obali.

Takođe, kada se pridonji slojevi usporavaju, povećava se amplituda talasa, tj. potencijalna energija talasa se povećava. Činjenica je da smanjenje brzine valova dovodi do smanjenja kinetičke energije, a dio se pretvara u potencijalnu energiju. Drugi dio smanjenja kinetičke energije troši se na savladavanje sile trenja i pretvara se u unutrašnju energiju. Uprkos takvim gubicima, destruktivna moć cunamija ostaje ogromna, koju, nažalost, moramo povremeno promatrati u različitim dijelovima Zemlje.

Zašto se amplituda talasa povećava kada se cunami približi obali?

1) brzina talasa se povećava, unutrašnja energija talasa se delimično pretvara u kinetičku energiju

2) brzina talasa se smanjuje, unutrašnja energija talasa se delimično pretvara u potencijalnu energiju

3) brzina talasa se smanjuje, kinetička energija talasa se delimično pretvara u potencijalnu energiju

4) brzina talasa raste, unutrašnja energija talasa se delimično pretvara u potencijalnu energiju

Kretanja čestica vode u cunamiju su

1) poprečne vibracije

2) zbir translacionog i rotacionog kretanja

3) uzdužne vibracije

4) samo kretanje naprijed

Šta se dešava sa talasnom dužinom cunamija dok se približava obali? Objasnite odgovor.

Ljudski sluh

Najniži ton koji percipira osoba sa normalnim sluhom ima frekvenciju od oko 20 Hz. Gornja granica slušne percepcije uvelike varira od osobe do osobe. Starost je ovdje od posebnog značaja. U dobi od osamnaest godina, sa savršenim sluhom, možete čuti zvuk do 20 kHz, ali u prosjeku granice čujnosti za bilo koju dob leže u rasponu od 18 - 16 kHz. S godinama, osjetljivost ljudskog uha na zvukove visoke frekvencije postepeno se smanjuje. Na slici je prikazan grafikon zavisnosti nivoa percepcije zvuka o frekvenciji za ljude različite dobi.

Osetljivost uha na zvučne vibracije različitih frekvencija nije ista. To

posebno osjetljiv na srednje frekvencijske fluktuacije (u području od 4000 Hz). As

smanjenje ili povećanje frekvencije u odnosu na prosječni raspon oštrine sluha

postepeno se smanjuje.

Ljudsko uho ne razlikuje samo zvukove i njihove izvore; oba uha rade zajedno

može precizno odrediti smjer širenja zvuka. Ukoliko

uši se nalaze na suprotnim stranama glave, zvučni valovi od izvora

zvuk ne dopire do njih u isto vrijeme i djeluju s različitim pritiskom. Due

čak i ovu beznačajnu razliku u vremenu i pritisku, mozak prilično precizno utvrđuje

smjer izvora zvuka.

Percepcija zvukova različite jačine i frekvencije u dobi od 20 i 60 godina

Postoje dva izvora zvučnih talasa:

ALI. Zvučni talas frekvencije 100 Hz i jačine zvuka od 10 dB.

B. Zvučni talas frekvencije 1 kHz i jačine 20 dB.

Koristeći grafikon prikazan na slici, odredite zvuk kog izvora

osoba će čuti.

1) samo A 2) samo B 3) i A i B 4) ni A ni B

Koje su tvrdnje date na osnovu grafikona (vidi sliku) istinite?

ALI. S godinama, osjetljivost ljudskog sluha na zvukove visoke frekvencije

postepeno pada.

B. Sluh je mnogo osjetljiviji na zvukove u području od 4 kHz nego na zvukove niže ili

viši zvuci.

1) samo A 2) samo B 3) i A i B 4) ni A ni B

Da li je uvijek moguće precizno odrediti smjer širenja zvuka i