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科学家是怎样研究出声纳的?

归档日期:11-13       文本归类:导航声纳      文章编辑:爱尚语录

  现代航海离不开测深仪、防触礁声纳、障碍回避声纳等一系列导航用的声纳设备。不论是水面舰艇,还是潜水艇;不论是商船,还是渔轮,都无一例外。水声学的诞生正是从导航的需要开始的。这些先进的导航技术设备,是人类智慧的结晶,亦是人类引以为豪的重要发明。然而这些设备的原理,却是人从海洋生物那里学来的。人类创造、使用声纳的历史只有几十年,而鱼类至少在5千万年以前就有了这种本领。

  1949年,美国海洋考察船“阿特兰蒂斯”号在距波多黎各170海里的大西洋中,收听到一种不断重复的鱼叫声。每次叫声过后,便传来一阵低得多的声音。人们经过深入的研究,发现这是鱼类的“回声测深仪”正在工作。原来,生活在大西洋深水中的某些鱼类,是用声波探测海底的深度,发现障碍的。这一发现使人们兴趣大增,小小的鱼儿竟有这么高效率的“测深仪”。它的小型化和精良程度对于航海仪器的设计师们来说,是富有启发性的样板。

  鱼类的侧线也引起科学家们的极大兴趣。它既是压力和机械震动的感受器,也是一种声波接收器。侧线是鱼类的重要器官,尤其是生活在深海中的鱼类,那里永无天日,一片漆黑,这就大大降低了鱼类眼睛的视觉作用。为了适应这种深海条件,鱼类就发展起了灵巧的侧线探测系统。鱼类是用侧线来探知周围环境的震动,并找到震源——向它游来的鱼或其他生物。有的鱼甚至能用侧线发现自己的猎物。有趣的是,鱼类的侧线和潜艇上的障碍回避声纳很相似。鱼类游泳时,在头部前方会形成首浪。当它游近某一障碍物时,首浪的压力场会发生变化,鱼类的侧线一感受到这种变化,便立即改变游泳方向。所以,鱼类即使失去了视觉能力,也不会撞到鱼缸的壁上去。某些没有视觉的盲鱼,很可能就是利用侧线来觅食和导航的。

  鱼类的听觉器官也很灵敏。在鱼眼的后面,各有一个软骨或骨质的空间,鱼类的听觉器官就在里面。鱼类的内耳分为两个部分,上半部主要负责平衡,下半部则负责听觉。当声波传到内耳时,耳中的小耳石便随之发生振动,刺激旁边的听觉细胞,然后再由听觉神经将电脉冲传到大脑,鱼便听到水中的声音了。如果我们能模仿精巧的鱼耳,那就将为微型化的接收机开辟出新的道路。

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