蝙蝠为什么能发出超声波
蝙蝠能发出超声波,这是一个巨大的谜团,而这个谜团的提出也让科学家们重新思考了蝙蝠是如何进化成能够发出超声波的。研究表明,蝙蝠最大的本能就是能发出超声波。但由于其特殊的声场结构,使它在超声波产生时会产生很大的声压。目前已知蝙蝠所能发出的超声波最大峰值是150 dB左右,在它身上出现这样强大的声压是什么原因呢?为什么蝙蝠还能发出超声波呢?
1.超声波形成
蝙蝠的身体有一层腺体,它能分泌出大量的腺体分泌物。这些腺体分泌出来的分泌物中含有多种分子标记,这些分子标记可以帮助它们产生超声波。而当它们把超声波发射出去时,则需要消耗大量能量,这就使得超声波得以持续发挥作用。在蝙蝠体内,除了一种叫囊膜脂质肽(GP)的物质以外,还有一种与超声波相对应,叫介电层蛋白(CTCs)。这类蛋白能增强超声波所需能量,从而使蝙蝠可以通过反射波来传音。
2.蝙蝠的声音传播方式
蝙蝠身上有四个器官,分别是头部,胸部,腹部和尾翼。这些器官主要由一层空气组成。它上面有一层细带,由四个短纤维构成,其中三个用于呼吸,而第二个用于反射辐射气体。当气流到达末端时,细带就会逐渐收缩,然后从顶端到达第二个细带中,经过两次收缩和扩张,最终会达到顶部而不会再次收缩!因此当气流到达末端时,它只需要短暂地收缩、扩散便可完成整个过程。为了不影响其他生命活动,蝙蝠可以在身体四周保持一个很小的空间——只有两根细带支撑着它,所以可以做到声音不受外界因素影响!
3.蝙蝠的身体结构
蝙蝠全身覆盖着大量像毛毯一样,厚且紧密的皮肤,这些皮肤具有许多突起和凹槽,皮肤有许多皱褶,能帮助它们向外喷射空气,为超声波提供良好的空气流动条件。它们用来保持温度,并通过弯曲它们背部以适应从不同方向射出的紫外线,还能利用从地面上发出的紫外线来保护皮肤。蝙蝠具有很多种类和形状。如:有翼手目(包括长翅目、蝙蝠科、鼬科等)、长鼻目(包括蝙蝠科、猫科等种)、短鼻目(包括长臂蝠、花蝠等种)和其他蝙蝠(包括蝙蝠科所有种类)等等。不同种类的蝙蝠由于它们特有和功能上与其它物种存在很大差异。但大部分蝙蝠都是从地面或水坑中被带到空中去捕食和生活着的。
4.蝙蝠声压产生的原理
蝙蝠所具有的强大声压产生原理是基于它的特殊声场结构,蝙蝠的声音是由一系列不同频率和波长的声波叠加而成。研究表明,蝙蝠身上产生的声波大多是由其内部声场所产生(这种结构使它们在超声波产生时会产生很大的声压)。当声波穿过薄膜时,它可以激发出振荡波,从而发出各种不同频率和波长的声波。例如,当声音和水分子撞击一块玻璃或一张纸时,其振荡波可引起玻璃或纸张表面振动;在昆虫附近飞行时,其振荡波可引起害虫或昆虫的头部振动;在某些鸟类周围飞行时,它还有可能传播到其所遇到的空气中。正是因为有这样强大音频声波波长和频率范围,让蝙蝠能够用来发送无线超声波(或称为振动超声波),从而有效地进行信息交流与通讯。