Які тварини орієнтуються як кажани. Як літають кажани у темряві? Чим небезпечні кажани

Велика нічниця

Мала бура нічниця

Очковий листоніс

Найближчі родичі кажанів по загону Рукокрилих - крилани (літаючі собаки, лисиці тощо) - так ті просто бачать чудово, часом навіть краще ніж люди. Але й самі Microchiroptera, навіть ті, які активно використовують ехолокацію, цілком зрячі. Зір кажана зовсім не завадить. По-перше, тварина повинна хоча б мінімально відрізняти світлий час доби від темного (коли треба полювати). По-друге, ехолокація у виконанні рукокрилих має дуже обмежений радіус дії (50 м максимум), і за наявності певного рівня освітлення миші зручніше орієнтуватися у просторі за допомогою більш «дальнобійного» зору. По-третє, як нещодавно стало відомо, європейські великі нічниці реагують на поляризовані промені західного сонця, що сходить, і, аналізуючи кут їх падіння, обчислюють напрямки. Виходить свого роду компас, але не магнітний, а світловий.

Спочатку передбачалося, що сітківка ока кажана має тільки палички, а колб не має. Нагадаємо, що колбочки бувають різних видів і реагують відповідно на промені з різною довжиною хвиль (тобто різних кольорів). Палички реагують лише на зміну яскравості і дають таким чином монохромну картинку, щось на зразок того, що ми бачимо на приладах нічного бачення. Так ось, з'ясувалося, що, принаймні, деякі кажани цілком можуть бачити кольорову картинку, а їх сітківка має як палички, так і колби. Більше того, око, наприклад, такої кажана, як поширене в Південній Америціочковий листоніс, чутливий до променів ультрафіолетової частини спектру - такою ж здатністю мають очі деяких комах.

Іноді питання, за допомогою якого органу почуттів — очі чи вуха — прокладати собі шлях у просторі окремих видів кажанів вирішується непросто. У ході експериментів, проведених Університетом Західного Онтаріо (Канада), було відзначено дивна поведінкакажанів видом мала бура нічниця. Дослідники розміщували на виході із занедбаної шахти, де мешкають ці тварини, перешкоди з непрозорого, прозорого та відбиває матеріалів та змінювали освітленість у районі перешкоди. З'ясувалося, що навіть за яскравого світла, коли зір миші стає найменш гострим, малі бурі нічниці вважають за краще чомусь користуватися зором і… як наслідок часто натикаються на прозору перешкоду. Перемкнуться вони на ехолокацію, прозора перешкода була б легко виявлена.

Джерело завдання: Рішення 4255. ОДЕ 2017 Фізика, Є.Є. Камзєєва. 30 варіантів.

Завдання 20.Вміння чудово орієнтуватися в просторі у кажанів пов'язане з їхньою здатністю випромінювати та приймати

1) лише інфразвукові хвилі

2) лише звукові хвилі

3) тільки ультразвукові хвилі

4) звукові та ультразвукові хвилі

Рішення.

Кажани зазвичай живуть величезними зграями в печерах, в яких вони чудово орієнтуються в повній темряві. Влітаючи і вилітаючи з печери, кожна миша видає нечутні звуки. Одночасно ці звуки видають тисячі мишей, але це ніяк не заважає їм чудово орієнтуватися у просторі у повній темряві та літати, не стикаючись один з одним. Чому кажани можуть впевнено літати у цілковитій темряві, не натикаючись на перешкоди? Дивовижна властивість цих нічних тварин - вміння орієнтуватися в просторі без допомоги зору - пов'язане з їхньою здатністю випромінювати та вловлювати ультразвукові хвилі.

Для того, щоб сигнал був перешкодою відбитий, найменший лінійний розмір цієї перешкоди повинен бути не менше довжини хвилі звуку, що посилається. Використання ультразвуку дозволяє виявити предмети менших розмірів, ніж можна було б виявити, використовуючи інші звукові частоти. Крім того, використання ультразвукових сигналів пов'язане з тим, що зі зменшенням довжини хвилі легше реалізується спрямованість випромінювання, а це дуже важливо для ехолокації.

Тисячі кажанів, що належать до мексиканського підвиду бразильського складчастогуба, що мешкають у Техасі, співають під час польоту пісні, використовуючи складні поєднання складів. Щоправда, людське вухо не в змозі оцінити вокальні дані та майстерність рукокрилих, оскільки ті спілкуються на ультразвукових частотах.

Біолог Майкл Смотерман із Техаського університету сільського господарстваі механіки спробував вивчити способи організації складів у піснях кажанів та пов'язати їх комунікативні здібності з певними зонами мозку.

«Якщо нам вдасться з'ясувати, які саме ділянки мозку кажанів відповідальні за комунікацію, ми зможемо краще розібратися в тому, як саме генерує і організує складні послідовності комунікативних сигналів людський мозок, — каже вчений. — І, розібравшись у роботі людського мозку, ми зможемо запропонувати різні способи вирішення проблем людям, які страждають на порушення мови».

У лабораторії Смотермана досліджували поведінковий та фізіологічний аспекти передачі інформації у кажанів. У першому випадку вивчали сезонні варіації та відмінності під час передачі інформації чоловічими та жіночими особинами, а у другому намагалися локалізувати зони мозку, активні під час комунікації.

Бразильські складчастогуби при спілкуванні видають звукові коливання з вищими частотами, ніж ті, які здатні вловлювати людське вухо (діапазон сприйняття людини 16 - 20000 Гц). Щоправда, люди можуть чути уривки пісень кажанів, якщо ті співають частину фрази «нижчим голосом».

Спілкування кажанів на високих частотах обумовлено їхньою здатністю до ехолокації. Вони створюють ультразвукові хвилі в діапазоні частот від 40 до 100 кГц і орієнтуються у просторі, визначаючи за допомогою відбитих хвиль напрямку та відстані до навколишніх предметів. Чим вище частота звуку, тим паче дрібні деталі можуть розрізняти кажани і точніше вони вибудовують траєкторію польоту.

У дослідженні брали участь 75 особин бразильського складчастогуба, які живуть у лабораторії Смотермана. Досліджувані екземпляри не ізолювали від дикої природи, а збирали у різних будівлях на кшталт церков та шкіл. За словами вченого, ці кажани зовсім не агресивні і завдяки доброзичливому характеру є прекрасними зразками для дослідження.

Поклик бразильського складчатогуба, як з'ясувалося, включає від 15 до 20 складів.

Кожен самець під час догляду співає свою власну пісню. Хоча «мелодії» пісень залицяння у всіх звучать приблизно однаково, виконавці складають індивідуальні звернення, поєднуючи різні склади. Крім пісень, звернених до представників протилежної статі, кажани використовують складні голосові повідомлення для того, щоб упізнавати один одного, а також для позначення соціального статусу, визначення територіальних кордонів, при вихованні потомства та протидії особинам, що вторглися на чужу територію.

«Жоден інший ссавець, крім людини, не має здатності спілкуватися за допомогою таких складних голосових послідовностей», — каже Смотерман.

Пісні кажанів нагадують пісні птахів. За багато років досліджень вченим вдалося визначити ділянки мозку птахів, відповідальних за співи, але, за словами експертів, мозок птахів сильно відрізняється від мозку ссавців, і тому досить важко використовувати знання про особливості голосової комунікації у пернатих для розуміння особливостей людської мови.

Мозок ссавців влаштований приблизно однаково, й у кажанів є безліч тих самих структур, характерні для мозку людини. Тому висновки про особливості голосової комунікації у людей цілком можуть бути зроблені на підставі вивчення вокальних повідомлень, надісланих кажанами.

«Голосовий центр, відповідальний за організацію складних послідовностей складів, у кажанів дещо вищий, і нам поки що не вдалося точно визначити, де саме він розташований, — каже Смотерман. — Нині для визначення активних під час співу зон мозку ми застосовуємо молекулярний метод».

Надалі вчені сподіваються застосувати отримані ними дані під час вирішення проблем, що з порушеннями промови. За словами вченого, уявлення про те, що людська мова є унікальною особливістю, сильно обмежує дослідження у цій галузі. «У порівнянні з досягненнями інших напрямів неврології ми плентаємося наприкінці, оскільки поки що не цілком розібралися в основних питаннях функціонування голосових комунікацій у людей», — нарікає Смотерман.

Хоча кажани чудово орієнтуються у просторі за допомогою ультразвуку, цей механізм чудово працює лише на невеликих відстанях. Як показали, при далеких перельотах рукокрилі використовують магнітне поле Землі завдяки «вбудованому магнітному компасу».

Політ між проводами

Точність ехолокаційного апарату дивовижна. Кажани "помічають" проводи товщиною 0,28 мм, перебуваючи від них на відстані більше метра. Якщо проводи товщі 3 мм, вони "бачать" їх вже приблизно за 2-3 метри. Система ехолокації південного підковоноса ще краща. Звір у польоті може уникнути зіткнення із проводами завтовшки 0,05 мм. Дотепна нічниця виявляє дріт діаметром 2 мм на відстані 1,1 м.

Чіткість „зображення”

В результаті численних дослідів було доведено, що американські великі кажани можуть відрізнити предмети, що знаходяться на відстані приблизно 10-12 мм один від одного, також відрізнити трикутник з довжиною сторін 10, 10 і 5 міліметрів від трикутника з розміром сторін 9, 9 і 4 5 міліметрів.

Випромінювання сигналу:кажан через певні проміжки видає ультразвукові сигнали. Тварина досить точно визначає час між сигналом та відбитим від предмета луною.

Прийом сигналу:луна сигналу кажан уловлює вухами, а мозку на підставі отриманих звуків будується картина - точне уявлення про форму і величину предмета.

Особливості пристосування

Утворення звуків

Тільки в 1938 році вчені виявили, що кажани видають дуже багато звуків, які знаходяться вище за поріг чутності людини. Частота ультразвуку лежить у межах 30-70 тисяч Гц. Кажани видають звуки у вигляді дискретних імпульсів, тривалість кожного з яких становить від 0,01 до 0,02 сек. Перш ніж видати звук, кажан стискає повітря в голосовому апараті між двома мембранами, які під впливом повітря починають вагатися. Мембрани натягуються різними м'язами і дозволяють кажану утворювати різні звуки. Перш ніж звук вийде через рот чи ніс, проходячи через кілька камер, він посилюється та видозмінюється. У всіх кажанів, які посилають сигнали через ніс, на носі розташовані складні нарости.

Будова вух

Вуха у кажанів винятково чутливі. Це необхідно для того, щоб краще сприйняти сигнали, що відбиваються від предметів. Вуха кажанів - це справжні радари, які вловлюють та розпізнають звуки високої частоти. Кажани можуть ворушити вухами, повертаючи їх так, щоб найкращим чином сприймати звукові сигнали, які йдуть з різних боків. Звукові хвилі, уловлені вухами, потрапляють у мозок, де вони аналізуються і складаються у такий самий спосіб, як у людському мозку складається тривимірне зображення з інформації, яку передають органи зору, спостерігаючи за предметом. За допомогою таких "звукових" картинок кажани абсолютно точно визначають місце знаходження видобутку.

БАЧЕННЯ „ЗВУКОВОГО ЗОБРАЖЕННЯ"

Кажани отримують картину навколишнього їх світу за допомогою аналізу відображень звукових хвиль, подібно, тому як її отримує і людина, неусвідомлено аналізуючи зорові образи. Проте бачення людиною предметів залежить від зовнішніх джерел світла, а кажани вибудовують картини завдяки звукам, що вони самі відсилають. Сигнали різних видів кажанів сильно різняться за своєю інтенсивністю. Щоб орієнтуватися в темряві, вони надсилають серії коротких звуків високої частоти, які поширюються подібно до світла ліхтарика. Коли такий сигнал зустрічає на своєму шляху якийсь предмет, його відображення повертається назад і уловлюється кажаном. Такий спосіб орієнтації має багато переваг.

По-перше, звуки коротких хвиль легко розрізняти, тому вони підходять для пошуку комах, якими харчуються більшість кажанів. Низькі звуки довгих хвиль не відбиваються від дрібних об'єктів і не повертаються. Звуки високої частоти дуже легко відрізнити від звуків навколишнього світу, частота яких значно нижча. Крім того, кажани „бачать”, але самі залишаються „невидимими”, оскільки звуки, які вони видають, нечутні для інших тварин (тобто комахи не можуть помітити кажанів і уникнути їх).

РОЗГАДАНА ЗАГАДКА

Навіть у темніші ночі кажани впевнено літають між гілками дерев і ловлять комах, що літають.

Колись вчені думали, що так само, як і інші нічні тварини, кажани мають добре розвинений зір. Однак у 1793 році італійський дослідник Л. Спалланцані зауважив, що кажани полюють навіть темними ночами, коли не літають ніякі нічні птахи, які мають прекрасний нічний зір, наприклад, сови. Л Спалланцані визначив, що кажани із заплющеними очима літають так само добре, як і з відкритими. В 1794 швейцарський біолог Ш. Жюрін підтвердив досліди Л. Спалланцані. Він виявив, що ці звірята із закупореними воском вухами стають безпорадними у польоті та не можуть орієнтуватися у повітрі. Пізніше цю версію було відкинуто і забуто, до неї повернулися через 110 років. У 1912 р. X. Максим, винахідник станкового кулемету, висловив ідею, що бачення „вухами” пояснюється механізмом ехолокації. На початку 50-х років XX століття теорія ультразвукової ехолокації міцно увійшла до науки.

ЕХОЛОКАЦІЯ ТА ЇЇ ВИКОРИСТАННЯ

Сигнали, що посилають кажани, складаються з 5 звуків однакової чи різної частоти. Один сигнал може містити цілу гаму частот. Тривалість звучання сигналів може бути різною, від однієї тисячної до однієї десятої частки секунди.

Видаючи звукові сигнали різної частоти, кажани „спостерігають", у якій черговості повертаються звукові відображення. Звуки різної частоти поширюються з різною швидкістю. З отриманих відбитих звукових сигналів кажан становить точну картину навколишнього світу і реєструє найменші зміни в ньому, наприклад комах.

У більшості кажанів настільки тонкий слух, що вони дуже легко відрізняють „свої” сигнали від звуків, які видають інші кажани. Сигнали, які посилають звіряння, досить короткі, тому кажани відрізняють звуки, що виходять та повертаються. змінюється в залежності від місцевості, через яку летить тварина.Літаючи недалеко від дерев, кажан відсилає сигнали меншої сили, щоб не викликати гучної луни.У польоті лунають звичні сигнали, а під час полювання кажан використовує всю міць звуків.

ЦІКАВІ ФАКТИ. ЧИ ВІДОМО ВАМ, ЩО...

Більшість ультразвукових сигналів, які видають кажани, людина не чує, проте деякі люди зазнають їхнього тиску і можуть визначити, що тварини знаходяться поряд.
Деякі види комах можуть чути сигнали, які посилають кажани, тому вони намагаються втекти від переслідувачів. Нічні метелики навіть надсилають свої звукові сигнали, щоб заплутати кажанів, які на них полюють.
Звукові сигнали, що видаються кажаном, мають таку ж силу, як і звук реактивного літака. Щоб не оглухнути, звірятко щоразу перед тим, як "крикнути", за допомогою особливих м'язів міцно закриває свої вушні отвори.
Вираз „сліпий як кажан" не відповідає істині. Майже у всіх кажанів дуже гарний зір. Наприклад, крилани харчуються плодами, які знаходять за допомогою зору.
Кажани, які харчуються комахами і нектаром, а також тих, що видають слабкі звуки, вчені іноді називають кажанами, які "шепочуть". До групи кажанів відносять десмодових і листоносих. Сигнали цих кажанів є сумішшю різноманітних ультразвукових сигналів. Це шумові сигнали.

Кажани та інші ехолокотори в природі. Розповідає біолог Гунарс Петерсонс. Відео (00:33:01)

Ехолокація у тварин (розповідає біолог Ілля Володін). Відео (00:24:59)

Тварини використовують ехолокацію для орієнтації у просторі та визначення місця розташування об'єктів навколо, переважно з допомогою високочастотних звукових сигналів. Найбільш розвинена у кажанів і дельфінів, також її використовують землерийки, ряд видів ластоногих (тюлені), птахів (гуахаро, салангани та ін.)... Розповідає біолог Ілля Володін.

Звіриний інстинкт. Серія 8. Дика природа планети Земля – ехолокація у дельфінів. Відео (00:02:39)

Дельфіни – особливі, унікальні істоти. Їхні здібності розуміти людей завжди викликали непідробний інтерес як у вчених, так і обивателів. Однак є також такі особливості, про які ми можемо навіть не здогадуватися. Наприклад, дослідження, проведені американськими вченими на Гавайських островах, виявили, що дельфіни, як і кити, вистежують свій видобуток за допомогою ехолокації.

Цікаві факти - Кажани. Відео (00:05:46)

Кажани - Цікаві факти
Серед усього виду ссавців лише кажани здатні до польоту. Причому їхній політ досить складно сплутати з іншими звірами, оскільки він досить сильно відрізняється від звичного видовища для наших очей. Такий вид польоту властивий кажанам тому, що їхні крила чимось схожі на невеликий парашут. Їм не потрібно постійно змахувати крилами для польоту, кажани швидше відштовхуються в повітрі.
Дійсно існують миші, які потребують крові. Усього таких видів три. Але випадків, коли кажан нападав на людину, щоб «скуштувати» його крові практично немає. Кажани, насамперед, наголошують на тваринах, не здатних їм протистояти. До таких тварин належать, наприклад, корови. Мешкають ці види в Південній та Центральній Америці.

Ходять чутки про те, що кажани здатні переносити серйозну заразу, а у взаємодії з людиною істоти можуть її заразити небезпечною хворобою. Насправді, північноамериканські кажани за останні півстоліття заразили лише 10 людей. Самі кажани бояться людини набагато більше, ніж ми їх. Тому істоти намагаються не зустрічатися з людиною, а у разі контакту відразу ж відлітати. Якщо ж вас вкусила кажан, переживати особливо не варто. Якщо відразу звернутися до лікарні, нічого серйозного не станеться – звичайний укол позбавить вас зайвих побоювань. Тут же варто побоюватися іншого, якщо кажан випила хоч трохи вашої крові, то дуже велика ймовірність того, що саме ця істота знову «навідає» вас незабаром. Вона ніби розуміє, що ви є доступним джерелом живлення, тому вибирає саме вас. Якщо, звичайно, зуміє знайти вас, а зробити це їй цілком можливо, тому що кажани запам'ятовують і розрізняють людину з її дихання.

8 ФАКТІВ ПРО ЛЕТУЧІ МИШИ. Відео (00:06:12)

Кажани з давніх часів вважалися одними з найзагадковіших тварин. Вони викликали побоювання, страх і при цьому величезний інтерес. І це не дивно, адже дуже відрізняються від своїх безкрилих побратимів. Сьогодні пропонуємо вам ознайомитися з самими про кажанів.

Ехолокація. Незвичайні можливості людини. Відео (00:03:20)

Ехолокація дуже незвичайна здатність, яка зустрічається у малої кількості представників тваринного світу. Згодом і люди навчилися використовувати цю здатність. Деніел Кіш перший, хто інтуїтивно освоїв ехолокацію.

Кажани зазвичай живуть величезними зграями в печерах, в яких вони чудово

орієнтуються у повній темряві. Влітаючи та вилітаючи з печери, кожна миша видає

нечутні нами звуки. Одночасно ці звуки видають тисячі мишей, але це аж ніяк не

заважає їм чудово орієнтуватися у просторі у повній темряві та літати, не

зіштовхуючись один з одним. Чому кажани можуть впевнено літати в цілковитій

темряві, не натикаючись на перешкоди? Дивовижна властивість цих нічних тварин

вміння орієнтуватися у просторі самостійно – пов'язані з їхньою здатністю

випускати та вловлювати ультразвукові хвилі.

Виявилося, що під час польоту миша випромінює короткі сигнали на частоті близько 80

кГц, а потім приймає відбиті ехо-сигнали, які приходять до неї від найближчих

перешкод і від комах, що пролітають поблизу.

Щоб сигнал був перешкодою відбитий, найменший лінійний розмір

цієї перешкоди повинен бути не менше довжини хвилі звуку, що посилається.

Використання ультразвуку дозволяє виявити предмети менших розмірів, ніж

можна було б виявити, використовуючи нижчі звукові частоти. Крім того,

використання ультразвукових сигналів пов'язане з тим, що із зменшенням довжини хвилі

Легше реалізується спрямованість випромінювання, а це дуже важливо для ехолокації.

Реагувати на той чи інший об'єкт миша починає на відстані близько 1 метра,

при цьому тривалість ультразвукових сигналів, що посилаються мишею, зменшується

приблизно в 10 разів, а частота їхнього прямування збільшується до 100–200 імпульсів

(клацань) в секунду. Тобто, помітивши об'єкт, миша починає клацати частіше, а

самі клацання стають коротшими. Найменша відстань, яку миша може

визначити таким чином, що становить приблизно 5 см.

Під час зближення з об'єктом полювання кажан хіба що оцінює кут між

напрямом своєї швидкості та направленням на джерело відбитого сигналу та

змінює напрямок польоту те щоб цей кут ставав дедалі менше.

Чи може кажан, посилаючи сигнал частотою 80 кГц, виявити мошку розміром

1 мм? Швидкість звуку в повітрі прийняти 320 м/с. Відповідь поясніть.

Для ультразвукової ехолокації миші використовують хвилі частотою

1) менше 20 Гц 3) понад 20 кГц

2) від 20 Гц до 20 кГц 4) будь-якої частоти

Вміння чудово орієнтуватися в просторі пов'язане у кажанів з їх

Слух дельфінів

У дельфінів є дивовижна здатність орієнтуватися в морських глибин. Ця здатність пов'язана з тим, що дельфіни можуть видавати та приймати сигнали ультразвукових частот, головним чином від 80 кГц до 100 кГц. При цьому потужність сигналу достатня, щоб виявити одвірок риби на відстані до кілометра. Сигнали, що посилаються дельфіном, є послідовністю коротких імпульсів, що мають тривалість порядку 0,01-0,1 мс.

Для того, щоб сигнал був перешкодою відображений, лінійний розмір цієї перешкоди повинен бути не менше довжини хвилі звуку, що посилається. Використання ультразвуку дозволяє виявити предмети менших розмірів, ніж можна було б виявити, використовуючи нижчі звукові частоти. Крім того, використання ультразвукових сигналів пов'язане з тим, що ультразвукова хвиля має гостру спрямованість випромінювання, що дуже важливо для ехолокації, і набагато повільніше загасає при поширенні у воді.

Дельфін також здатний сприймати дуже слабкі відбиті сигнали звукової частоти. Наприклад, він чудово помічає маленьку рибку, що з'явилася збоку на відстані 50 м-коду.

Можна сказати, що дельфін має два типи слуху: він може спрямовано, вперед, посилати та приймати ультразвуковий сигнал і може сприймати звичайні звуки, що приходять з усіх боків.

Для прийняття гостро спрямованих ультразвукових сигналів у дельфіна є витягнута вперед нижня щелепа, через яку хвилі луна надходять до вуха. А для прийняття звукових хвиль щодо низьких частот, від 1кГц до 10 кГц, з боків голови дельфіна, де колись у далеких предків дельфінів, що жили на суші, були звичайні вуха, є зовнішні слухові отвори, які майже зарості, проте звуки вони пропускають прекрасно.

Чи може дельфін виявити маленьку рибку розміром 15 см збоку від себе? Швидкість

звуку у воді прийняти рівною 1500 м/с. Відповідь поясніть.

Вміння чудово орієнтуватися в просторі пов'язане у дельфінів з їх

здатністю випромінювати та приймати

1) лише інфразвукові хвилі 3) тільки ультразвукові хвилі

2) тільки звукові хвилі 4) звукові та ультразвукові хвилі

Для ехолокації дельфін використовує

1) лише інфразвукові хвилі 3) тільки ультразвукові хвилі

2) тільки звукові хвилі 4) звукові та ультразвукові хвилі

Сейсмічні хвилі

При землетрусі або великому вибуху в корі та товщі Землі виникають механічні

хвилі, які називаються сейсмічними. Ці хвилі поширюються Землі і

можуть бути зареєстровані з допомогою спеціальних приладів – сейсмографів.

Дія сейсмографа заснована на тому принципі, що вантаж вільно підвішеного

маятника при землетрусі залишається практично нерухомим щодо Землі. на

На малюнку представлена схема сейсмографа. Маятник підвішений до стійки, міцно

закріпленою в ґрунті, і з'єднаний з пером, що креслить безперервну лінію на паперовій

стрічці барабана, що рівномірно обертається. При коливаннях ґрунту стійка з барабаном

також приходять у коливальний рух, і на папері з'являється графік хвильового

руху.

Розрізняють кілька типів сейсмічних хвиль, їх вивчення внутрішнього

будови Землі найбільш важливими є поздовжня хвиля P і поперечна хвиля S.

Поздовжня хвиля характеризується тим, що коливання частинок відбуваються у напрямку

поширення хвилі; ці хвилі виникають і в твердих тілах, і в рідинах, і газах.

Поперечні механічні хвилі не поширюються ні рідинах, ні газах.

Швидкість поширення поздовжньої хвилі приблизно в 2 рази перевищує швидкість

поширення поперечної хвилі і становить кілька кілометрів на секунду. Коли

хвилі Pі Sпроходять через середовище, щільність та склад якої змінюються, то швидкості

хвиль також змінюються, що проявляється у заломленні хвиль. У щільніших шарах

Землі швидкість хвиль зростає. Характер заломлення сейсмічних хвиль дозволяє

досліджувати внутрішня будоваЗемлі.

Яке(-і) твердження(-и) справедливо(-и)?

А. При землетрусі вантаж маятника сейсмографа здійснює коливання щодо

Землі поверхні.

Б. Сейсмограф, встановлений на певній відстані від епіцентру землетрусу,

спочатку зафіксує сейсмічну хвилю P, потім хвилю S.

Сейсмічна хвиля Pє

1) механічною поздовжньою хвилею 3) радіохвильою

2) механічною поперечною хвилею 4) світловою хвилею

На малюнку представлені графіки залежності швидкостей сейсмічних хвиль від глибини занурення у надра Землі. Графік для якої з хвиль ( Pабо S) вказує на те, що ядро Землі знаходиться не в твердому стані? Відповідь поясніть.

Аналіз звуку

За допомогою наборів акустичних резонаторів можна встановити які тони входять до складу даного звуку і які їх амплітуди. Таке встановлення спектра складного звуку називається його гармонійним аналізом.

Раніше аналіз звуку виконувався за допомогою резонаторів, що є порожнистими кулями різного розміру, що мають відкритий відросток, що вставляється у вухо, і отвір з протилежного боку. Для аналізу звуку істотно, що щоразу, як у аналізованому звуку міститься тон, частота якого дорівнює частоті резонатора, останній починає голосно звучати у тому тоні.

Такі способи аналізу, однак, дуже неточні та копіткі. В даний час вони витіснені значно більш досконалими, точними та швидкими електроакустичними методами. Суть їх зводиться до того що, що акустичне коливання спочатку перетворюється на електричне коливання із збереженням тієї ж форми, отже, має той самий спектр, та був це коливання аналізується електричними методами.

Один із суттєвих результатів гармонійного аналізу стосується звуків нашої мови. По тембру ми можемо дізнатися про голос людини. Але чим різняться звукові коливання, коли той самий людина співає однією й тієї ж ноті різні голосні? Іншими словами, чим відрізняються у цих випадках періодичні коливанняповітря, що викликаються голосовим апаратом при різних положеннях губ та язика та змінах форми порожнини рота та глотки? Очевидно, у спектрах голосних повинні бути якісь особливості, характерні для кожного голосного звуку, понад ті особливості, які створюють тембр голосу даної людини. Гармонічний аналіз голосних підтверджує це припущення, а саме: голосні звуки характеризуються наявністю в їх спектрах областей обертонів з великою амплітудою, причому ці області лежать для кожної голосної завжди на одних і тих же частот незалежно від висоти проспіваного голосного звуку.

Чи можна, використовуючи діапазон звукових коливань, відрізнити один голосний звук від іншого? Відповідь поясніть.

Гармонічним аналізом звуку називають

А. Встановлення числа тонів, що входять до складу складного звуку.

Б. встановлення частот та амплітуд тонів, що входять до складу складного звуку.

1) тільки А 2) тільки Б 3) та А і Б 4) ні А ні Б

Яке фізичне явище є основою електроакустичного методу аналізу звуку?

1) перетворення електричних коливань на звукові

2) розкладання звукових коливань у спектр

3) резонанс

4) перетворення звукових коливань на електричні

Цунамі

Цунамі – це одне з найпотужніших природних явищ- Ряд морських хвиль довжиною до 200 км, здатних перетнути весь океан зі швидкостями до 900 км/год. Найбільш частою причиноюПоява цунамі слід вважати землетрусу.

Амплітуда цунамі, а отже, і її енергія залежить від сили підземних поштовхів, від того, наскільки близько до поверхні дна знаходиться епіцентр землетрусу, від глибини океану в цьому районі. Довжина хвилі цунамі визначається площею та рельєфом дна океану, на якому стався землетрус.

В океані хвилі цунамі не перевищують за висотою 60 см – їх навіть важко визначити з корабля чи літака. Але їх довжина практично завжди значно більша за глибину океану, в якому вони поширюються.

Всі цунамі характеризуються великим запасом енергії, яку вони несуть, навіть у порівнянні з найпотужнішими хвилями, що утворюються під дією вітру.

Все життя хвилі цунамі може бути поділено на чотири послідовні етапи:

1) зародження хвилі;

2) рух просторами океану;

3) взаємодія хвилі із прибережною зоною;

4) обвалення гребеня хвилі на берегову зону.

Щоб розібратися у природі цунамі, розглянемо м'яч, що плаває на воді. Коли під ним проходить гребінь, він спрямовується разом з ним вперед, проте відразу зісковзує з нього, відстає і, потрапляючи в улоговину, рухається назад, поки його не підхопить наступний гребінь. Потім все повторюється, але не повністю: щоразу предмет трохи зміщується вперед. В результаті м'яч описує у вертикальній площині траєкторію, близьку до кола. Тому в хвилі частка поверхні води бере участь у двох рухах: рухається по колу деякого радіусу, що зменшується з глибиною, і поступово в горизонтальному напрямку.

Спостереження показали, що є залежність швидкості поширення хвиль від співвідношення довжини хвилі та глибини водойми.

Якщо довжина хвилі, що утворилася, менше глибини водойми, то в хвильовому русі бере участь тільки поверхневий шар.

При довжині хвилі в десятки кілометрів для хвиль цунамі всі моря та океани є «дрібними», і у хвильовому русі бере участь вся маса води – від поверхні до дна. Тертя про дно стає суттєвим. Нижні шари (придонні) сильно загальмовуються, не встигаючи за верхніми шарами. Швидкість поширення таких хвиль визначається лише глибиною. Розрахунок дає формулу, за якою можна розрахувати швидкість хвиль на «дрібній» воді: υ = √gH

Цунами біжать зі швидкістю, що зменшується із зменшенням глибини океану. Це означає, що їхня довжина повинна змінюватися при підході до берега.

Також при гальмуванні придонних верств зростає амплітуда хвиль, тобто. збільшується потенційна енергія хвилі. Справа в тому, що зменшення швидкості хвилі призводить до зменшення кінетичної енергії, і частина її перетворюється на потенційну енергію. Інша частина зменшення кінетичної енергії витрачається на подолання сили тертя і перетворюється на внутрішню. Незважаючи на такі втрати, руйнівна сила цунамі залишається величезною, що, на жаль, нам доводиться періодично спостерігати у різних районах Землі.

Чому при підході цунамі до берега зростає амплітуда хвиль?

1) швидкість хвилі збільшується, внутрішня енергія хвилі частково перетворюється на кінетичну енергію

2) швидкість хвилі зменшується, внутрішня енергія хвилі частково перетворюється на потенційну енергію

3) швидкість хвилі зменшується, кінетична енергія хвилі частково перетворюється на потенційну енергію

4) швидкість хвилі збільшується, внутрішня енергія хвилі частково перетворюється на потенційну енергію

Рухи частинки води в цунамі є

1) поперечними коливаннями

2) сумою поступального та обертального руху

3) поздовжніми коливаннями

4) лише поступальним рухом

Що відбувається із довжиною хвилі цунамі при підході до берега? Відповідь поясніть.

Слух людини

Найнижчий тон, який сприймає людина з нормальним слухом, має частоту близько 20 Гц. Верхня межа слухового сприйняття сильно відрізняється у різних людей. Особливого значення тут має вік. У вісімнадцять років при бездоганному слуху можна почути звук до 20 кГц, але в середньому межі чутності для будь-якого віку лежать в інтервалі 18 – 16 кГц. З віком чутливість людського вуха до високочастотних звуків поступово знижується. На малюнку наведено графік залежності рівня сприйняття звуку від частоти людей різного віку.

Чутливість вуха до звукових коливань різних частот неоднакова. Воно

особливо тонко реагує коливання середніх частот (в області 4000 Гц). По мірі

зменшення або збільшення частоти щодо середнього діапазону гостроти слуху

поступово знижується.

Людське вухо як розрізняє звуки та його джерела; обидва вуха, працюючи разом,

здатні досить точно визначати напрямок поширення звуку. Оскільки

вуха розташовані з протилежних сторін голови, звукові хвилі від джерела

звуки досягають їх не одночасно і впливають із різним тиском. За рахунок

навіть цієї нікчемної різниці в часі та тиску мозок досить точно визначає

напрямок джерела звуку.