Presentación sobre el tema de la ecolocalización en física. Ecolocalización en humanos, animales y tecnología. fuentes sonoras y artificiales

Ecolocalización (película). El ultrasonido se utiliza ampliamente en tecnología. Por ejemplo, se utilizan haces estrechos y dirigidos de ultrasonido para medir la profundidad del mar. Para ello, se colocan un emisor y un receptor de ultrasonidos en el fondo del recipiente. El emisor emite señales cortas que llegan al fondo y, reflejadas en él, llegan al receptor. Fórmula para calcular la profundidad del mar: vt. h=. 2.

fisica noveno grado

““Propulsión a chorro” 9º grado” - Cyrano de Bergerac. Movimiento corporal. Propulsión a Chorro. ¿Qué tipo de movimiento se llama reactivo? Tecnologías modernas producción de vehículos de lanzamiento. Motor a reacción. Pulpo. Barón Münchausen. Historia. ¿Es siempre conveniente utilizar las leyes de Newton? Cohete. Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935). Movimiento de chorro en la naturaleza.

“Tareas “Campo magnético”” - Determinar la dirección de la corriente en el conductor. Determinar la dirección de la corriente. Conductor con corriente. Campo eléctrico. Cargas eléctricas. Detectar campo magnético. Aguja magnética. Potencia en amperios. Corrientes en direcciones opuestas. Un campo magnético. Direcciones de fuerza en amperios. Conductor. Dos conductores paralelos. Cómo interactuarán dos conductores paralelos entre sí. Dirección de la fuerza. Determine la dirección de la fuerza en amperios.

“Impacto del infrasonido” - Velocidad del sonido. Vibraciones máximas. Influencia disco. La aparición del infrasonido. Sonido. La acción del infrasonido. Infrasonido. Acción del aparato vestibular. El concepto de sonido. Niño. Rango de sonido. Usando pulsaciones.

"Físico Isaac Newton": Isaac Newton fue enterrado en la Abadía de Westminster. Nació prematuro, sorprendentemente pequeño y frágil. Muchas leyes, teoremas y conceptos científicos. "¡El mayor matemático de todos los tiempos!" Krylov A.N. Lagrange. Newton murió en Kensington, cerca de Londres, en marzo de 1727. Medalla Isaac Newton. En Cambridge. El primer telescopio reflector fue construido por Isaac Newton en 1668. A los catorce años, Newton inventó un reloj de agua y una especie de scooter.

Laboratorio nº 3. Datos trabajo de laboratorio por radiación. ¿Se puede evitar la crisis energética utilizando fuentes renovables? Laboratorio nº 2. El viento se utiliza en las turbinas eólicas modernas para generar electricidad. Renovable. Datos de laboratorio sobre calefacción solar. Aerogenerador de eje vertical. Construcción de un sistema de calefacción solar. Datos de laboratorio de un aerogenerador de eje vertical.

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1. Introducción________________________________________________________3-4 págs.

2. Reflexión del sonido. Eco.____________________________4-5pp.

3. Tipos de eco____________________________________________________________ 5-7 págs.

4. ¿Cómo buscar un eco?______________________________7-10pp.

5. Uso práctico. Ecolocalización._____________10-12pp.

5.1. Soporte técnico para ecolocalización________________12p.

5.2. Ecolocalización en animales________________________________________ 12-13pp.

Sistema de ecolocalización de mariposas ___________________________ 13-16pp.

Ecolofia en delfines__________________________________________16-20pp.

5.3. Ecolocalización de personas ciegas____________________________20-21pp.

6. Eco mundial__________________________________________21-24pp.

7. Lista de literatura usada________________24 páginas.

1. Introducción:

¿Ruge la bestia en lo profundo del bosque?

¿Suena la bocina, ruge el trueno?

¿Está cantando la doncella detrás de la colina?

Por cada sonido

Tu respuesta en el aire vacío

De repente das a luz...

A. S. Pushkin

Estas líneas poéticas describen un fenómeno físico interesante: el eco. Todos estamos familiarizados con él. Oímos el eco cuando estamos en un claro del bosque, en un desfiladero, flotando a lo largo de un río entre altas orillas, viajando por las montañas.

Se cree que la imagen animada del eco es la imagen de una ninfa que se puede oír pero no ver.

Según la leyenda de los antiguos griegos, la ninfa del bosque Eco se enamoró del bello joven Narciso. Pero él no le prestó atención, estaba enteramente ocupado mirando interminablemente el agua, admirando su reflejo. La pobre ninfa estaba petrificada de dolor, lo único que quedaba de ella era su voz, que solo podía repetir el final de las palabras pronunciadas cerca.

Lo vi, me encendí y, lamentando el destino rechazado,
Me volví sólo una voz, un eco, el viento, nada.

Traducción del griego antiguo por Sergei Osherov

Alexander Kanabel, “Eco”, 1887

Según otra leyenda, la ninfa Eco fue castigada por Hero, la esposa de Zeus. Esto sucedió porque Eco intentó con sus discursos distraer la atención de Hera de Zeus, quien en ese momento estaba cortejando a otras ninfas. Al darse cuenta de esto, Hera se enojó e hizo que Eco no pudiera hablar cuando otros estaban en silencio, y no podía permanecer en silencio cuando otros hablaban. El mito de la ninfa Eco refleja los intentos de los antiguos de explicar el fenómeno físico del eco, que consiste en el reflejo repetido de ondas sonoras.

Según otra leyenda, Eco estaba enamorado de la deidad del bosque Pan y tenían una hija en común, Yamba, que da nombre a la métrica poética de los yámbicos.
La imagen de una ninfa, a veces alegre y más a menudo triste, se puede encontrar en poemas de poetas de diferentes épocas. Así lo encontramos en un poema de un poeta romano del siglo IV. Décima Magna Ausonia:

En tus oídos yo, eco, vivo, paso

en todos lados,

escribir.

La imagen de la ninfa Eco se encuentra en uno de los poemas de A. A. Blok:

¡Follaje de encaje!

¡Otoño dorado!

Llamo - y tres veces

Me suena fuerte desde lejos

Responde la ninfa, responde el eco...

En el poema de A. A. Fet el eco suspira, incluso gime:

El mismo pájaro que cantó

Por las noches canta su canción,

Pero esa canción se volvió más triste,

No hay alegría en el corazón.

Echo gimió en voz baja:

Sí, no lo hará...

2. Reflexión del sonido. Eco:

Un eco se forma como resultado del reflejo del sonido de varios obstáculos: las paredes de una gran habitación vacía, un bosque, las bóvedas de un arco alto en un edificio.

Oímos un eco sólo cuando el sonido reflejado se percibe por separado del sonido hablado. Para ello es necesario que el intervalo de tiempo entre el impacto de estos dos sonidos en el tímpano sea de al menos 0,06 s.

Para determinar cuánto tiempo después de que una persona emite una breve exclamación, el sonido reflejado llega a su oído si se encuentra a una distancia de 2 m de esta pared. El sonido debe recorrer el doble de distancia: hasta la pared y de regreso, es decir. 4 m, extendiéndose a una velocidad de 340 m/s. Esto requerirá tiempo t=s:v, es decir

t= 4 m: 340 m/s ≈ 0,01 s.

En este caso, el intervalo entre los dos sonidos percibidos por una persona (pronunciado y reflejado) es significativamente menor de lo necesario para escuchar el eco. Además, la formación de eco en la habitación se evita mediante muebles, cortinas y otros objetos que absorben parcialmente el sonido reflejado. Por lo tanto, en una habitación así, el habla de las personas y otros sonidos no se ven distorsionados por el eco, sino que suenan de forma clara e inteligible.

Las habitaciones grandes, semi vacías, con paredes, suelos y techos lisos tienden a reflejar muy bien las ondas sonoras. En una habitación así, debido al impacto de las ondas sonoras anteriores sobre las siguientes, los sonidos se superponen y se forma un zumbido. Para mejorar las propiedades acústicas de las grandes salas y auditorios, sus paredes suelen estar revestidas con materiales fonoabsorbentes.

La acción de una bocina, un tubo en expansión generalmente de sección transversal redonda o rectangular, se basa en la propiedad del sonido que se refleja en superficies lisas. Cuando se utiliza, las ondas sonoras no se dispersan en todas direcciones, sino que forman un haz estrechamente dirigido, por lo que la potencia del sonido aumenta y se propaga a una distancia mayor.

3.Tipos de eco:

Único Múltiple

eco único Es una onda reflejada por un obstáculo y recibida por un observador.

Veamos la imagen:

La fuente de sonido O se encuentra a una distancia L de la pared. Al reflejarse en la pared en dirección AB, la onda sonora regresa al observador y este escucha un eco.

Eco múltiple- Se trata de un eco que surge de algún sonido fuerte, que genera no una, sino varias respuestas sonoras sucesivas.

Se encuentra en zonas rocosas, zonas montañosas y castillos de piedra.

Los ecos múltiples se producen cuando hay varias superficies reflectantes ubicadas a diferentes distancias de la fuente de sonido (observador). La figura muestra cómo puede ocurrir un doble eco. La primera señal de eco llega al observador en dirección AB, y la segunda, en dirección CD. El tiempo de llegada de la primera señal de eco, contado desde el inicio de la señal original, es de 2L1/s; en consecuencia, el tiempo del segundo es igual a 2L2/s.

4.¿Cómo encontrar un eco?

nadie lo vio

Y todo el mundo ha oído,

Sin cuerpo, pero vive,

Sin lengua, grita.

Nekrasov.

Entre las historias del humorista estadounidense Mark Twain, hay una divertida ficción sobre las desventuras de un coleccionista que tuvo la idea de hacerse una colección de ecos. Los excéntricos compraron incansablemente todos aquellos terrenos donde se reproducían ecos múltiples o por lo demás notables.

“En primer lugar, compró un eco en Georgia, que se repitió cuatro veces, luego seis veces en Maryland y luego 13 veces en Maine. La siguiente compra fue un eco de 9x en Kansas, seguido de un eco de 12x en Tennessee, comprado a bajo precio porque necesitaba reparaciones: parte del acantilado se había derrumbado. Pensó que podría repararse una vez terminado; pero el arquitecto que asumió esta tarea nunca había construido un eco y por lo tanto lo arruinó por completo - después del procesamiento sólo podía ser adecuado para albergar a sordos y mudos..."

Esto, por supuesto, es una broma, pero existen ecos maravillosos en varias zonas del mundo, principalmente montañosas, y algunas han adquirido fama mundial desde hace mucho tiempo.

Algunos ecos múltiples famosos: en el castillo de Woodstock, en Inglaterra, el eco repite claramente 17 sílabas. Las ruinas del castillo de Derenburg, cerca de Halberstadt, produjeron un eco de 27 sílabas, que, sin embargo, quedó en silencio porque una de las paredes fue volada. Las rocas, dispuestas en círculo cerca de Adersbach en Checoslovaquia, repiten en un lugar determinado tres veces siete sílabas; pero a pocos pasos de aquí ni siquiera el ruido de un disparo produce eco. En un castillo (ya desaparecido) cerca de Milán se observó un eco muy múltiple: un disparo disparado desde una ventana de un edificio anexo resonó entre 40 y 50 veces, y una palabra fuerte, 30 veces... En un caso particular, el eco es la concentración. del sonido reflejándolo desde superficies curvas cóncavas. Entonces, si se coloca una fuente de sonido en uno de los dos focos de la bóveda elipsoidal, las ondas sonoras se recogen en su otro foco. Esto explica, por ejemplo, el famoso " oreja de dionisio"en Siracusa, una gruta o un hueco en la pared, desde donde cada palabra pronunciada por los encarcelados en ella se podía escuchar en algún lugar alejado de ella. Una iglesia en Sicilia tenía una propiedad acústica similar, donde en un lugar determinado se podía escuchar palabras susurradas en el confesionario. También son conocidos en este sentido el templo mormón en Salt Lake en América y las grutas en el parque del monasterio de Oliva cerca de Danzig. En Olimpia (Grecia), en el templo de Zeus, se conserva el "Pórtico del Eco". hasta el día de hoy. En él, la voz se repite 5...7 veces. En En Siberia, en el río Lena, al norte de Kirensk, hay un lugar asombroso. La topografía de las costas rocosas es tal que el eco de la Los silbidos de los barcos a motor que navegan por el río pueden repetirse hasta 10 e incluso 20 veces (en condiciones climáticas favorables), y este eco a veces se percibe como un sonido que se desvanece gradualmente y, a veces, como un sonido que aletea desde varias direcciones. También se pueden escuchar múltiples ecos en el lago Teletskoye en las montañas de Altai. Este lago tiene 80 km de largo y sólo unos pocos kilómetros de ancho; sus orillas son altas y empinadas, cubiertas de bosques. Un disparo de arma o un grito fuerte y agudo genera aquí hasta 10 señales de eco que suenan durante 10...15 s. Es curioso que a menudo al observador le parezca que las respuestas sonoras provienen de algún lugar arriba, como si el eco fuera captado por las colinas costeras.

Dependiendo del terreno, ubicación y orientación del observador, condiciones climáticas, época del año y día, el eco cambia de volumen, timbre y duración; el número de sus repeticiones cambia. Además, la frecuencia de la respuesta de audio puede cambiar; puede resultar mayor o, por el contrario, menor en comparación con la frecuencia de la señal de sonido original.

No es tan fácil encontrar un lugar donde el eco sea claramente audible ni siquiera una vez. En Rusia, sin embargo, es relativamente fácil encontrar lugares así. Hay muchas llanuras rodeadas de bosques, muchos claros en los bosques; Vale la pena gritar fuerte en un claro tal que se pueda escuchar un eco más o menos claro desde la pared del bosque.

En las montañas los ecos son más variados que en las llanuras, pero mucho menos frecuentes. Es más difícil oír un eco en zonas montañosas que en una llanura rodeada de bosques.

Si imaginamos que una persona está al pie de una montaña, y encima de él se coloca un obstáculo que debería reflejar el sonido, por ejemplo en AB. Es fácil ver que las ondas sonoras que se propagan a lo largo de las líneas Ca, Cb, Cc, cuando se reflejan, no llegarán a su oído, sino que se dispersarán en el espacio en las direcciones aa, bb, cc.

Otra cuestión es si una persona encaja al nivel del obstáculo o incluso ligeramente por encima de él. El sonido que viaja hacia abajo en las direcciones Ca, C b regresará a él a lo largo de líneas discontinuas C aaC o C bb C, reflejándose en el suelo una o dos veces. La profundización del suelo entre ambos puntos contribuye aún más a la claridad del eco, actuando como un espejo cóncavo. Por el contrario, si el suelo entre los puntos C y B es convexo, el eco será débil y ni siquiera llegará al oído humano: dicha superficie dispersa los rayos sonoros como un espejo convexo.

Encontrar ecos en terrenos irregulares requiere cierta habilidad. Incluso habiendo encontrado un lugar favorable, aún es necesario poder evocar un eco. En primer lugar, no debes acercarte demasiado al obstáculo: el sonido debe recorrer un camino lo suficientemente largo, de lo contrario el eco regresará demasiado pronto y se fusionará con el sonido mismo. Sabiendo que el sonido viaja a 340 m por segundo, es fácil entender que si nos situamos a una distancia de 85 m de un obstáculo, deberíamos escuchar un eco medio segundo después del sonido.

Aunque el eco dará lugar a “cada sonido su respuesta en el aire vacío”, no responde con la misma claridad a todos los sonidos. El eco no es el mismo, “ya ​​sea que ruga una bestia en lo profundo del bosque, que suene un cuerno, que resuene un trueno o que una doncella cante detrás de una colina”. Cuanto más agudo y abrupto sea el sonido, más claro será el eco. La mejor manera de crear un eco es aplaudiendo. El sonido de la voz humana es menos adecuado para esto, especialmente la voz de un hombre; Los tonos altos de las voces de mujeres y niños dan un eco más claro.

En habitaciones grandes de 20 metros o más, se produce un efecto de eco vibrante, cuando hay dos paredes lisas paralelas, o un techo y un suelo, entre las cuales hay una fuente de sonido. Se llama aleteo.

Como resultado de múltiples reflexiones en el punto de recepción, el sonido se intensifica periódicamente y, en sonidos pulsantes cortos, dependiendo de los componentes de frecuencia del eco y el intervalo entre ellos, adquiere el carácter de un traqueteo, un crujido o una serie de señales de eco sucesivas y que se desvanecen.

5.Aplicación práctica. Ecolocalización:

Durante mucho tiempo, la gente no obtuvo ningún beneficio de los ecos hasta que se inventó una manera de medir la profundidad de los mares y océanos con su ayuda. Este invento nació por casualidad. En 1912, el enorme vapor oceánico Titanic se hundió con casi todos sus pasajeros; se hundió debido a una colisión accidental con un gran témpano de hielo. Para evitar tales desastres, intentaron utilizar el eco en la niebla o de noche para detectar la presencia de una barrera de hielo delante del barco. El método no se justificó en la práctica, “pero dio lugar a otra idea: medir la profundidad de los mares mediante el reflejo del sonido en el fondo marino. La idea resultó ser un gran éxito.

La siguiente figura muestra el diagrama de instalación. A un costado del barco hay un cartucho colocado en la bodega, cerca del fondo, que produce un sonido agudo al encenderse. Las ondas sonoras atraviesan la columna de agua, llegan al fondo del mar, se reflejan y regresan, llevando consigo un eco. Se detecta mediante un dispositivo sensible instalado, como el cartucho, en el fondo del barco. Un reloj preciso mide el intervalo de tiempo entre la aparición de un sonido y la llegada de un eco. Conociendo la velocidad del sonido en el agua, es fácil calcular la distancia a un obstáculo reflectante, es decir, determinar la profundidad del mar o del océano.

La ecosonda, como se llamó esta instalación, supuso una auténtica revolución en la práctica de medir las profundidades del mar. El uso de los profundímetros de los sistemas anteriores sólo era posible desde un barco estacionario y requería mucho tiempo. El lotlin debe bajarse de la rueda en la que está enrollado con bastante lentitud (150 m por minuto); El ascenso inverso es casi igualmente lento. Medir una profundidad de 3 km con este método requiere 3/4 de hora. Con la ayuda de una ecosonda también se pueden realizar mediciones en unos segundos, a la máxima velocidad del barco, obteniendo un resultado incomparablemente más fiable y preciso. El error en estas mediciones no supera el cuarto de metro (para lo cual los intervalos de tiempo se determinan con una precisión de 3000 de segundo).

Si la medición precisa de grandes profundidades es importante para la ciencia de la oceanografía, entonces la capacidad de determinar de manera rápida, confiable y precisa la profundidad en lugares poco profundos es una ayuda importante en la navegación, garantizando su seguridad: gracias a la ecosonda, el barco puede navegar con seguridad y acercarse rápidamente a la orilla.

Las ecosondas modernas no utilizan sonidos ordinarios, sino "ultrasonidos" extremadamente intensos, inaudibles para el oído humano, con una frecuencia de varios millones de vibraciones por segundo. Estos sonidos se crean mediante vibraciones de una placa de cuarzo (piezocuarzo) colocada en un campo eléctrico que varía rápidamente.

Dado que las ondas sonoras en el aire tienen una velocidad de propagación constante (unos 330 metros por segundo), el tiempo que tarda el sonido en regresar puede proporcionar información sobre la eliminación de un objeto. Para determinar la distancia a un objeto en metros, debe medir el tiempo en segundos antes de que regrese el eco, dividirlo por dos (el sonido recorre la distancia hasta el objeto y regresar) y multiplicar por 330; obtendrá la distancia aproximada en metros. Basado en este principio ecolocalización, utilizado principalmente para medir la profundidad de embalses (en este caso hay que tener en cuenta que las ondas sonoras viajan más rápido en el agua que en el aire). Pero es incorrecto determinar la distancia al relámpago por la diferencia de tiempo entre el relámpago y el trueno. La onda de choque viaja más rápido que la velocidad del sonido.

La ecolocalización puede basarse en el reflejo de señales de diversas frecuencias: ondas de radio, ultrasonidos y sonido. Los primeros sistemas de ecolocalización enviaban una señal a un determinado punto del espacio y, en función del retraso de respuesta, determinaban su distancia, dada la velocidad conocida de movimiento de esta señal en un entorno determinado y la capacidad del obstáculo al que se medía la distancia. reflejar este tipo señal. Inspeccionar una sección del fondo de esta manera usando sonido tomó

tiempo significativo.

Ondas de radio También tienen la capacidad de reflejarse en superficies opacas a las ondas de radio (metal, ionosfera, etc.); el radar se basa en esta propiedad de las ondas de radio.

El eco es una interferencia significativa en las grabaciones de audio. Por ello, las paredes de las habitaciones en las que se graban canciones, reportajes de radio, así como los textos de reportajes de televisión, suelen estar equipadas con pantallas fonoabsorbentes fabricadas con materiales blandos o acanalados que absorben el sonido. El principio de su funcionamiento es que una onda sonora que incide en dicha superficie no se refleja y se atenúa en el interior debido a la fricción viscosa del gas. Esto se ve facilitado especialmente por las superficies porosas hechas en forma de pirámide, ya que incluso las ondas reflejadas se vuelven a irradiar profundamente en la cavidad entre las pirámides y se atenúan aún más con cada reflexión posterior.

5.1.Soporte técnico para ecolocalización:

La ecolocalización puede basarse en el reflejo de señales de diversas frecuencias: ondas de radio, ultrasonidos y sonido. Los primeros sistemas de ecolocalización enviaban una señal a un determinado punto del espacio y, en función del retraso de respuesta, determinaban su distancia, dada la velocidad conocida de movimiento de esta señal en un entorno determinado y la capacidad del obstáculo al que se medía la distancia. para reflejar este tipo de señal. La inspección sonora de la zona del fondo llevó mucho tiempo.

Hoy en día varios soluciones tecnicas con el uso simultáneo de señales de diferentes frecuencias, lo que acelera significativamente el proceso de ecolocalización.

5.2.Ecolocalización en animales:

Los animales utilizan la ecolocalización para navegar en el espacio y determinar la ubicación de los objetos a su alrededor, principalmente mediante señales sonoras de alta frecuencia. Está más desarrollado en murciélagos y delfines, también lo utilizan musarañas, diversas especies de pinnípedos (focas), aves (guajaros, salanganas, etc.).

Este método La orientación en el espacio permite a los animales detectar objetos, reconocerlos e incluso cazar en condiciones de total ausencia de luz, en cuevas y a considerable profundidad.

Sistema de ecolocalización de mariposas.

Los gusanos cortadores (Noctuidae), o nóctules, son la familia más rica de lepidópteros, que incluye más de 20 mil especies (en nuestro país existen alrededor de 2 mil especies). En las cálidas tardes de verano, estas esponjosas mariposas de brillantes ojos amarillos suelen golpear los cristales de las terrazas rurales, atraídas por la luz de las lámparas. La familia de los gusanos cortadores también incluye hermosas mariposas grandes: "cintas" o "cintas de orden" (Catocalinae) con un patrón rojo, amarillo o azul en las alas traseras. Estas criaturas completamente inofensivas a menudo sufren de los coleccionistas por su belleza. Los gusanos cortadores se alimentan de el néctar de las flores o la savia fermentada de las plantas, pero en la etapa de oruga a menudo se convierten en las peores plagas Agricultura. De estos, son especialmente famosos el gusano cortador de la col (Mamestra brassicae) y el gusano cortador del invierno (Agrotis segetum).

Los noctuidos recibieron su nombre por su parecido con los búhos, y apariencia Ambos están determinados en gran medida por las características específicas del estilo de vida nocturno. Hay otros elementos de similitud convergente: visión adaptada a niveles de luz muy bajos, un sistema auditivo altamente sensible y, como condición necesaria para la realización de las capacidades auditivas, la capacidad de volar silenciosamente. Tanto los búhos como las polillas utilizan el oído para la localización pasiva: las aves determinan la posición de sus presas mediante el característico crujido, y las mariposas, al percibir las señales de ecolocalización de los murciélagos, pueden maniobrar a tiempo y alejarse de su principal enemigo.

A diferencia del sistema de localización pasiva de los búhos, el ecolocalizador de los murciélagos es un sistema activo, ya que ellos mismos emiten pulsos de sondeo ultrasónico. Con la ayuda de un ecolocalizador, los ratones se orientan bien en completa oscuridad; cuando vuelan entre densos matorrales, captan los reflejos acústicos de pequeños insectos, incluso en el contexto del follaje. Las mariposas pueden oír los fuertes clics de los ratones desde una distancia de 35 m; esto es de cinco a seis veces el rango de detección de un insecto por parte de un ratón. Esta proporción obligó a los depredadores a reconstruir su estrategia de caza. Algunas especies de ratones, al acercarse a una presa, no utilizan un ecolocalizador, sino que confían en el ruido del vuelo del propio insecto; otros reorganizan su sistema de localización para reducir el volumen de las señales de sondeo y desplazan las frecuencias dominantes a aquellas áreas del rango ultrasónico en las que los gusanos cortadores son menos sensibles.

El estudio sistemático de las relaciones acústicas entre murciélagos y mariposas se inició en los años 50 con la aparición de equipos adecuados. Estos estudios están indisolublemente ligados a los nombres de los científicos estadounidenses K. Reder, E. Treat, G. Agee, W. Adams, el canadiense J. Fullard y la bioacústica danesa bajo la dirección de A. Michelsen. Gracias a los esfuerzos de estos y muchos otros investigadores, se establecieron las relaciones cuantitativas básicas en el sistema de “contrarrestación de ecolocalización” de polillas y murciélagos.

Sin embargo, no todos los hechos conocidos encajan bien en el concepto de función protectora del sistema auditivo de las mariposas. En particular, los gusanos cortadores que viven en las islas (Hawaianas y Feroe), donde no hay murciélagos, perciben los ultrasonidos tan bien como sus homólogos continentales. Quizás los antepasados ​​​​de las mariposas isleñas alguna vez coexistieron con los murciélagos, pero su aislamiento espacial de los depredadores ha durado varias decenas de miles de años. La preservación de una alta sensibilidad acústica en una amplia gama de frecuencias en los gusanos cortadores de las islas indica que su sistema auditivo puede realizar no solo la función de protección contra los murciélagos. Curiosamente, las mariposas que cambiaron de un estilo de vida nocturno a uno diurno mostraron signos de reducción en el sistema auditivo.

Incluso en el siglo pasado se sabía que muchas polillas en vuelo emitían chasquidos cortos. A las señales de los osos (Arctiidae) se les atribuye ahora una función protectora y de advertencia, ya que, a diferencia de la mayoría de los demás, estos insectos no son comestibles. Los búhos nocturnos (tanto machos como hembras) también pueden hacer clic mientras vuelan. Una persona puede escuchar estos sonidos, que recuerdan a descargas silenciosas de electricidad estática. El volumen subjetivamente bajo de clics puede explicarse por el hecho de que sólo una pequeña parte de los componentes espectrales de la señal se concentra en el rango de frecuencia accesible a nuestro oído. La capacidad de las polillas para producir emisiones acústicas no se puede explicar en el marco del concepto existente de comportamiento protector, ya que al emitir ultrasonidos sólo se desenmascaran frente a los murciélagos, que utilizan el mismo rango de frecuencia para la ecolocalización.

La suposición sobre la capacidad de las polillas para la ecolocalización fue expresada por primera vez por el entomólogo inglés G. E. Hinton en una reunión de la Royal Entomological Society de Londres en 1955. La idea causó resonancia: aparecieron varios trabajos, incluidos cálculos teóricos del posible rango de polillas. ecolocalizador de polillas. Las estimaciones de diferentes investigadores diferían en más de un orden de magnitud: de 10 cm a 2 m, y aunque la tecnología de los años 50 ya permitió probar experimentalmente la hipótesis de la ecolocalización, por alguna razón esta dirección no se desarrolló.

El entomólogo ruso G.N. Gornostaev escribió sobre la capacidad de las polillas para realizar una localización acústica activa. “En general, se acepta que los órganos timpánicos de las mariposas sirven para interceptar los impulsos ultrasónicos de un murciélago cazador. Sin embargo, éste no es su papel principal, ni mucho menos el único. En nuestra opinión, las mariposas que vuelan en las horas más oscuras del día deberían, como los murciélagos, disponer de un sistema de ecolocalización en el que los órganos timpánicos pudieran servir como receptores de las señales reflejadas"1.

Para ilustrar la dinámica de vuelo de una polilla de tamaño mediano (3 cm de largo) a una velocidad de 1 m/s en una escala familiar para los humanos, realizaremos un cálculo simple: en 1 s una mariposa vuela 1 m o 33 veces su tamaño. Un automóvil de 3 m de largo, que recorre 33 veces su longitud en 1 s, se mueve a una velocidad de 100 m/s o 360 km/h. ¿Qué tipo de visión se necesita para navegar a tanta velocidad utilizando la luz de las estrellas? Cabe señalar que los gusanos cortadores vuelan en espacios abiertos a velocidades muy superiores a 1 m/s. Sin embargo, en los matorrales, las mariposas suelen volar lentamente, pero la iluminación allí, debido a la sombra de las hojas, es aproximadamente un orden de magnitud menor que bajo el cielo estrellado. Por lo tanto, incluso una visión muy sensible puede no ser suficiente para navegar en un entorno que cambia rápidamente. Hay que admitir, sin embargo, que a diferencia de lo que ocurre con un coche, una colisión entre un insecto y un obstáculo no será un acontecimiento tan catastrófico.

Al planificar experimentos para estudiar las capacidades de ecolocalización de las mariposas, tuvimos que decidir todo el complejo tareas mutuamente contradictorias. La primera y quizás la más difícil es ¿cómo separar la orientación basada en la ecolocalización y la información visual? Si cubres los ojos de las mariposas con algún tipo de pintura, dejan de volar, y si los experimentos se realizan en la oscuridad, ¿cómo registrar el comportamiento del insecto? No utilizamos tecnología infrarroja, ya que durante mucho tiempo se sospechaba que las polillas tenían la capacidad de percibir longitudes de onda largas. radiación óptica. En segundo lugar, las mariposas perturban mucho el ambiente aéreo durante el vuelo. Con cada golpe se forman vórtices de aire al lado y detrás del insecto volador. Los objetos que caen en la zona de estos vórtices distorsionan inevitablemente los flujos de aire y, en principio, la mariposa puede sentir tales cambios con la ayuda de numerosos mecanorreceptores ubicados en sus alas y en su cuerpo. Y finalmente, al realizar experimentos, es deseable tener alguna información a priori sobre los parámetros de un hipotético sistema de ecolocalización, ya que las configuraciones experimentales basadas en un alcance estimado de 10 cm y 2 m pueden ser estructuralmente completamente diferentes.

Ecolocalización en delfines.

Hace veinte años, los delfines estaban de moda. No faltaron especulaciones fantásticas sobre cualquier tema relacionado con estos animales. Con el tiempo, la moda ha pasado y las especulaciones quedan merecidamente olvidadas.

¿Lo que queda? Algo que ha atraído a los científicos desde el principio. Los delfines son animales muy singulares. Debido al estilo de vida exclusivamente acuático, todos los sistemas del cuerpo de los delfines (órganos sensoriales, sistemas respiratorios, sistemas circulatorios, etc.) funcionan en condiciones completamente diferentes a los sistemas similares de los mamíferos terrestres. Por lo tanto, estudiar a los delfines nos permite echar una nueva mirada a muchas funciones corporales y obtener una comprensión más profunda de los mecanismos fundamentales que subyacen a ellas.

Entre todos los sistemas del cuerpo del delfín, uno de los más interesantes es el sistema auditivo. El caso es que la visión submarina está limitada debido a la baja transparencia del agua. Por tanto, el delfín recibe información básica sobre su entorno a través del oído. Al mismo tiempo, utiliza la localización activa: analiza el eco que se produce cuando los sonidos que produce se reflejan en los objetos circundantes. Echo proporciona información precisa no sólo sobre la posición de los objetos, sino también sobre su tamaño, forma, material, es decir. permite al delfín crear una imagen del mundo circundante ni peor ni mejor que con la ayuda de la visión. El hecho de que los delfines tengan una audición inusualmente desarrollada se sabe desde hace décadas. El volumen de las regiones del cerebro responsables de las funciones auditivas en los delfines es decenas de veces mayor que en los humanos (aunque el volumen total del cerebro es aproximadamente el mismo). Los delfines perciben frecuencias de vibraciones acústicas casi 8 veces mayores (hasta 150 kHz) que los humanos (hasta 20 kHz). Son capaces de escuchar sonidos cuya potencia es entre 10 y 30 veces menor que la accesible al oído humano. Pero para navegar por el entorno con la ayuda del oído no basta con oír sonidos. También es necesario distinguir sutilmente un sonido de otro. Y la capacidad de los delfines para distinguir señales sonoras ha sido poco estudiada. Intentamos llenar este vacío.

Sonido: vibraciones del aire, agua u otro medio con frecuencias de 16 a 20.000 Hz. Cualquier sonido natural es un conjunto de vibraciones de diferentes frecuencias. Su tono y timbre dependen de las vibraciones de las frecuencias de las que está hecho el sonido, es decir, en qué se diferencia un sonido de otro. El oído de un animal o de una persona es capaz de analizar el sonido, es decir, determinar en qué conjunto de frecuencias se compone. Esto se debe a que el oído funciona como un conjunto de filtros de frecuencia, cada uno de los cuales responde a su propia frecuencia de vibración. Para que el análisis sea preciso, la configuración del filtro de frecuencia debe ser "nítida". Cuanto más aguda es la sintonización, menor es la diferencia de frecuencia que distingue el oído y mayor es su resolución de frecuencia (FRS). Pero el sonido no es sólo una colección de vibraciones de diferentes frecuencias. Cada uno de ellos cambia con el tiempo: se vuelve más fuerte, a veces más débil. El sistema auditivo debe ser capaz de seguir estos rápidos cambios en el sonido, y cuanto mejor lo haga, más rica será la información sobre las propiedades del sonido. Por tanto, además de TRS, la resolución temporal (TRS) es muy importante. FRS y HRV determinan la capacidad de distinguir un sonido de otro. Son estas características auditivas las que se miden en los delfines.

Para medir cualquier característica de la audición es necesario resolver dos problemas. Primero, debe seleccionar señales de prueba, es decir, sonidos con propiedades tales que la capacidad de escucharlos dependa de la propiedad auditiva medida. Por ejemplo, para medir la sensibilidad, es necesario utilizar sonidos de diferentes intensidades: cuanto más débil sea el sonido que se escucha, mayor será la sensibilidad. Para medir la resolución, el conjunto de sonidos de prueba debería ser más complejo, pero hablaremos de eso a continuación. En segundo lugar, es necesario saber si el animal oye o no la señal de prueba. Comencemos con la segunda tarea. Para saber qué escuchó el delfín, utilizamos grabaciones de la actividad eléctrica en el cerebro. Cuando se exponen al sonido, muchas células se excitan simultáneamente y los potenciales eléctricos que producen se suman para formar una señal bastante poderosa llamada potencial evocado (PE). La actividad eléctrica de una célula nerviosa individual sólo puede registrarse insertando un electrodo sensor microscópico en el cerebro del animal. Estos experimentos con animales muy organizados están prohibidos. La actividad total de muchas células (es decir, EP) se puede registrar tocando la superficie de la cabeza con un electrodo. Este procedimiento es completamente inofensivo. VP es un buen indicador de si un delfín puede oír un sonido. Si se registra un EP después de emitir el sonido, significa que el sistema auditivo reacciona a este sonido. Si el valor de VP baja, el sonido se percibe al límite de lo posible. Si no hay VP, lo más probable es que no se perciba el sonido. Y ahora sobre las señales de prueba que se utilizan para medir la frecuencia cardíaca. Para medir se utiliza una técnica llamada enmascaramiento. Primero, se da una señal de prueba: se envía un sonido de cierta frecuencia. Este sonido provoca una respuesta eléctrica del cerebro: EP. Luego se agrega otro sonido al sonido: la interferencia. La interferencia ahoga la señal de prueba, que se vuelve menos audible y la amplitud del EP disminuye. Cuanto más fuerte es la interferencia, más fuerte es la interferencia y, a cierta intensidad de interferencia, el VP desaparece por completo: se ha alcanzado el umbral de enmascaramiento. El enmascaramiento se utiliza para medir la FRS porque depende de las propiedades selectivas de frecuencia de la audición. A diferentes frecuencias de la muestra y de la interferencia, la interferencia se necesita mucho más para enmascarar que cuando las frecuencias coinciden. Esta es una manifestación de la selectividad de frecuencia: el sistema auditivo es capaz de distinguir entre las frecuencias de la señal de prueba y las interferencias, si difieren. Cuanto más marcada es la selectividad de frecuencia, más se debilita el enmascaramiento cuando las frecuencias de la muestra y la interferencia difieren. Para obtener datos cuantitativos precisos, es necesario encontrar cómo los umbrales de enmascaramiento dependen de la diferencia de frecuencia entre la muestra y el ruido.

El principal resultado obtenido al medir la FRS mediante el método de enmascaramiento: la agudeza de los filtros auditivos sintonizados a diferentes frecuencias de sonido. Para caracterizar la nitidez de los filtros, aquí se utiliza una métrica llamada relación entre la frecuencia de sintonización y el ancho de filtro equivalente. No entraremos en detalles sobre cómo se calcula: lo importante es que es una estimación única para todas las curvas de sintonía, y cuanto mayor sea este indicador, más aguda será la sintonía. ¿Qué dicen estos resultados?

En primer lugar, sobre el FRS excepcionalmente alto, especialmente en el rango de alta frecuencia (decenas de kHz). Aquí el nivel FRS alcanza las 50 unidades, es decir. El oído de un delfín puede distinguir frecuencias que difieren sólo en 1/50. Esto es 4-5 veces mejor que en otros animales y humanos. Pero una FRS tan alta se observa sólo en la región de altas frecuencias inaccesibles al oído humano. En el rango accesible al oído tanto de humanos como de delfines, la FRS de la audición de un delfín es notablemente más baja, aproximadamente la misma que la de un humano. ¿Cómo medir la resolución temporal de la audiencia? Hay varias formas de hacer esto. Puede utilizar pares de impulsos de sonido cortos: si el intervalo entre los impulsos de un par es mayor que un cierto valor, se escuchan por separado y, si es menor, se fusionan en un solo clic. El intervalo mínimo en el que se pueden escuchar dos pulsos separados es una medida de la VFC. Se puede utilizar un sonido cuya intensidad pulsa rítmicamente (modulación del sonido): la frecuencia máxima de las pulsaciones a las que aún no se fusionan en un sonido monótono también es una medida de la VFC. Otra forma: se hace una breve pausa en el sonido continuo. Si la duración de la pausa es muy corta, entonces “pasa” desapercibida. La duración mínima de una pausa en la que se puede detectar también es una medida de la VFC. ¿Cómo se puede saber si un animal escucha un pulso sonoro repetido, una pulsación de volumen o una breve pausa? También registrando al VP. A medida que la duración de la pausa disminuye, el VP también disminuye hasta desaparecer por completo. También se determina la audibilidad de otras señales de prueba. Los experimentos arrojaron resultados impresionantes. La VFC del delfín resultó no ser 2-3, ni siquiera 10, sino decenas (casi 100) veces mayor que la de los humanos. El oído humano permite distinguir intervalos de tiempo de más de una centésima de segundo (10 ms). Los delfines distinguen intervalos de diezmilésimas de segundo (0,1-0,3 ms). Las pulsaciones en el volumen del sonido causan EP cuando su frecuencia se acerca a 2 kHz (en humanos, 50-70 Hz).

¿Por qué el sistema auditivo generalmente tiene uno u otro límite para FRS y HRV? La respuesta más sencilla: porque este es el límite de lo que es posible para la naturaleza. Ésta es precisamente la impresión que surgió como resultado del estudio de la audición de humanos y de muchos animales de laboratorio: en todos ellos, FRS y HRV están bastante cerca. Pero los delfines muestran que el sistema auditivo en realidad tiene una sintonización de frecuencia mucho más precisa y una mejor discriminación de los intervalos de tiempo. ¿Por qué el sistema auditivo de otros animales no alcanzó tales indicadores? Aparentemente, el punto está en la inevitable contradicción entre frecuencia y resolución temporal: cuanto mejor es la FRS, peor es la HRV y viceversa. Esta es una ley puramente matemática, válida para cualquier sistema oscilatorio, y no sólo para el oído: si el sistema está sintonizado bruscamente a una determinada frecuencia (selectividad de alta frecuencia), entonces tiene una resolución temporal baja. Esto se puede expresar mediante una relación simple: Q = F/B, donde Q es la selectividad de frecuencia (nitidez), F es la frecuencia a la que está sintonizado el filtro, B es el ancho de banda del filtro (es decir, el rango de frecuencias que pases). La velocidad a la que la amplitud de la señal puede cambiar depende de B: cuanto mayor es, más rápido cambia la señal por el filtro, pero más "tonto" es (menor Q). Por lo tanto, el sistema auditivo debe encontrar algún compromiso entre FRS y HRV, limitando ambas características en algún nivel. La mejora de uno de ellos sólo es posible a expensas del deterioro del otro. La contradicción entre FRS y HRV se vuelve menos dramática a medida que aumenta la frecuencia F: en frecuencias altas es posible combinar una amplia banda B con una marcada selectividad Q. Esto es exactamente lo que se observa en el delfín, que domina el rango de frecuencia ultrasónico. . Por ejemplo, con una frecuencia de sonido de 100 kHz y Q = 50 (selectividad muy alta), el ancho de banda del filtro es B = 2 kHz, es decir Es posible transmitir modulaciones de sonido muy rápidas, de hasta 2 kHz. Y a una frecuencia de 1 kHz, un filtro con la misma selectividad dejaría pasar modulaciones con una frecuencia de sólo 20 Hz; esto es demasiado bajo. Aquí es necesario un compromiso: por ejemplo, con una selectividad de frecuencia de 10 es posible transmitir modulaciones de hasta 100 Hz, lo cual ya es aceptable. Y, de hecho, esto es exactamente lo que son FRS y HRV en esta frecuencia tanto en humanos como en delfines. Esto significa que la FRS y la HRV de la audición en realidad no están determinadas por el límite de lo que es posible para el sistema auditivo, sino por un compromiso razonable entre estas dos características. Así, el estudio de un animal aparentemente exótico nos permite comprender los principios fundamentales de la construcción del sistema auditivo de todos los animales y humanos.

Las señales emitidas por los delfines se utilizan para comunicarse y orientarse basándose en los sonidos reflejados. Las señales varían dentro de la misma especie. Resultó que hay señales de nutrición, ansiedad, miedo, angustia, apareamiento, dolor, etc. También se han observado diferencias individuales y entre especies en las señales de los cetáceos. Utilizando señales de alta frecuencia, captando el eco de estas señales, los animales se orientan en el espacio. Con la ayuda del eco, los delfines, incluso con los ojos cerrados, pueden encontrar comida no solo durante el día, sino también durante la noche, determinar la profundidad del fondo, la proximidad de la orilla y los objetos sumergidos. Una persona percibe sus impulsos de ecolocalización como el crujido de una puerta al girar sobre bisagras oxidadas. Aún no se ha aclarado si la ecolocalización es característica de las ballenas barbadas, que emiten señales con una frecuencia de sólo unos pocos kilohercios.

Los delfines envían ondas sonoras direccionalmente. La almohadilla grasa que se encuentra en la mandíbula y los huesos premaxilares y la superficie anterior cóncava del cráneo actúan como lentes y reflectores de sonido: concentran las señales emitidas por los alvéolos y las dirigen en forma de un haz de sonido hacia el objeto ubicado. Se obtuvo evidencia experimental de la acción de un foco ultrasónico de este tipo en la URSS (E.V. Romanenko, A.G. Tomilin, B.A. Artemenko) y en el extranjero (V. Evans, D. Prescott, V. Sutherland, R. Bale). La formación de un aparato de ecolocalización con un sistema de sacos aéreos puede haber provocado la asimetría del cráneo: los huesos del hocico de las ballenas dentadas de la derecha y de la izquierda están desarrollados de manera desigual, especialmente en la zona de emisión del sonido. Esto se debe al hecho de que un pasaje sonoro se utiliza más para emitir sonidos y el otro para respirar.

5.3.Ecolocalización de personas ciegas.

Para navegar por el mundo, las personas con discapacidad visual pueden utilizar fácilmente la ecolocalización, su propia ecolocalización, que no requiere el uso de ningún dispositivo técnico. Es sorprendente que una persona con tales habilidades pueda hacer muchas cosas, incluso andar en bicicleta o patines.

Parece mentira, pero las personas podemos utilizar la ecolocalización, en general, del mismo modo que la utilizan animales como los murciélagos o los delfines. Se puede enseñar a una persona a reconocer las ondas sonoras reflejadas por los objetos circundantes, a determinar la posición, la distancia e incluso el tamaño de los objetos ubicados cerca.

En consecuencia, si una persona tuviera la oportunidad de saber dónde y qué se encuentra, entonces podría moverse en el espacio sin ningún problema. Este método de orientación ya ha sido desarrollado y se está enseñando a personas ciegas.

Desarrollador y divulgador de la ecolocalización humana ( ecolocalización humana- este es el nombre de esta técnica) – Daniel Kish ( Daniel Kish). Él mismo es completamente ciego y ha aprendido a navegar por el mundo que le rodea con la ayuda de los sonidos. La esencia del método es muy simple: chasquea la lengua y escucha el eco que se produce cuando los sonidos se reflejan desde diferentes superficies.

Parecería que esta técnica sólo se puede utilizar "en la medida", porque el eco es apenas audible. Sin embargo, esto no es del todo cierto: con su ayuda, Daniel puede moverse a través de áreas cubiertas de maleza e incluso, ¡lo cual es difícil de creer! - Montar en bicicleta.

Algunas personas ciegas creen que algunas de sus sensaciones son de naturaleza extrasensorial. Por ejemplo, una persona así, caminando por un callejón, puede sentir la "presión" de cada árbol por el que pasa. La razón de esto es bastante comprensible: obviamente, el asunto está en el eco de sus pasos, que es procesado por el subconsciente. Además, resulta que se trata de una experiencia que se puede adoptar.

6. Eco mundial:

Los retrasos en las señales de radio que se han registrado repetidamente desde el comienzo de la era de la radio se denominan "paradoja de Stoermer", "eco mundial", "ecos retardados durante mucho tiempo" (LDE). Se trata de ecos de radio con retardos muy prolongados y pérdidas de energía anormalmente bajas. A diferencia de los conocidos ecos con retrasos de una fracción de segundo, cuyo mecanismo se ha explicado desde hace mucho tiempo, los retrasos de las señales de radio de segundos, decenas de segundos e incluso minutos siguen siendo uno de los misterios más antiguos e intrigantes. de la física ionosférica. Es difícil de imaginar ahora, pero a principios de siglo, cualquier ruido de radio grabado era, en primer lugar, y con la facilidad de la era de las tormentas y la presión, considerado como señales de una civilización extraterrestre:

“Los cambios que noté ocurrieron en un momento determinado, y las analogías entre ellos y los números eran tan claras que no pude vincularlos con ninguna razón que yo conociera. estoy familiarizado con lo natural interferencia eléctrica provenientes del sol, del azul polar y de las corrientes telúricas, y estaba confiado, como sólo uno puede estar seguro de los hechos, de que estas perturbaciones no se debían a ninguna de las causas habituales... Sólo después de un tiempo me di cuenta de que el Las perturbaciones que observé podrían surgir como resultado de acciones conscientes. La premonición de que fui el primero en escuchar un saludo de un planeta a otro se apodera de mí cada vez más... A pesar de la debilidad y la vaguedad, me dio una profunda convicción y fe en que pronto todas las personas como una sola mirarán el cielo. nosotros, llenos de amor y respeto, cautivados por la buena noticia: ¡Hermanos! Recibimos un mensaje de otro planeta, desconocido y lejano. Y sonó: uno… dos… tres…”
Nicolás Tesla, 1900

Pero ese no fue el caso con LDE: la idea de que un eco de radio pueda ser un fenómeno artificial es peculiar tarjeta de visita; satélite extraterrestre que atraía nuestra atención, esta idea se propuso sólo después de la publicación de una breve nota del astrónomo Ronald Bracewell en la revista Nature en 1960. Al principio, las LDE se percibían como evidencia de la presencia en el espacio exterior de nubes específicas de plasma de rápido movimiento, capaces no sólo de reflejar señales de radio, como la ionosfera terrestre, sino también de enfocar la señal original de modo que la potencia de la reflejada ¡La señal supera un tercio de la potencia del original! El punto de partida fue una carta del ingeniero Jörgen Hals al famoso astrofísico Karl Stoermer.

El astrofísico Stoermer, el físico Van der Pol (la famosa ecuación de Van der Pol) y el ingeniero Hals organizaron una serie de experimentos cuyo objetivo era comprobar la presencia del fenómeno y su frecuencia de aparición.

En 1927, un transmisor ubicado en Eindhoven comenzó a transmitir pulsos que Hals registró en Oslo. Inicialmente, cada señal era una secuencia de tres puntos Morse. Estas señales se repitieron cada 5 segundos. En septiembre se cambió el modo del transmisor: los intervalos se aumentaron a 20 segundos. Los detalles del experimento no se describen con suficiente detalle, ya que la publicación de las condiciones experimentales se produjo en las actas de la conferencia y en un volumen limitado. El 11 de octubre de 1928 finalmente se registraron una serie de ecos de radio, Van der Pol lo informa en su telegrama a Stoermer y Hulse: “Anoche nuestras señales iban acompañadas de ecos, el tiempo del eco varió entre 3 y 15 segundos, la mitad del tiempo. ¡Haz eco durante más de 8 segundos! » Hulse y Stoermer, a su vez, confirmaron la recepción de estos ecos en Oslo. Se recibieron varias series de ecos. ¡Los retrasos de radio registrados oscilaron entre 3 segundos y 3,5 minutos! En noviembre de 1929 se completó el experimento. Hubo 5 series de retrasos de radio que se registraron con precisión. En mayo del mismo 1929, J. Gaulle y G. Talon realizaron un nuevo estudio exitoso del fenómeno LDE.

En 1934, el inglés E. Appleton observó el fenómeno del "eco de radio retardado" y sus datos, presentados en forma de histograma, son uno de los materiales más claramente presentados sobre los experimentos LDE.

En 1967, F. Crawford llevó a cabo experimentos para detectar LDE en la Universidad de Stanford. El fenómeno fue confirmado, pero no se detectaron ecos ni series de radio particularmente largos, similares a los observados en los años 20-30. A menudo se encontraron retrasos con tiempos de 2 y 8 segundos, con un desplazamiento de frecuencia y compresión del tiempo entre pulsos de eco en comparación con el tiempo entre pulsos de la señal principal. La experiencia de estudiar datos LDE conocidos conduce a otra observación interesante: en cualquier rango de ondas de radio nuevo, es decir, en el rango que recién comienza a utilizarse, el fenómeno se manifiesta clara y serialmente, al igual que en los años 20, luego, después de varios años, los ecos se “difuminan” y la serie ya no se registra.

El astrónomo inglés Lunen señaló que los ecos observados en la década de 1920 estaban libres de compresión de tiempo, no había cambio de frecuencia Doppler y la intensidad de las frecuencias de Sturmer permanecía constante, independientemente del tiempo de retraso. Último hecho es muy difícil de explicar, permaneciendo dentro del marco de suposiciones sobre la naturalidad de la señal - los ecos de radio naturales con un retraso de 3 segundos y 3 minutos fundamentalmente no pueden tener la misma intensidad - la señal se dispersa, ya que la onda emitida por ¡El transmisor aún no emite un pulso láser coherente!

Fue Duncan Lunen quien propuso la hipótesis de que el eco de la serie Sturmer es una señal de una sonda interestelar y el cambio en el tiempo de retardo es un intento de transmitir alguna información. Suponiendo que esta información se refería a la ubicación del sistema planetario desde donde llegó la sonda, basándose en una analogía con la imagen de las constelaciones en la esfera estelar, llegó a la conclusión de que la estrella de origen de los emisores de la sonda es Epsilon Bootes. Examinó una de las series de Stoermer de 1928.

La arbitrariedad de las construcciones geométricas de Lunen fue demostrada casi de inmediato, no por los escépticos, sino por los propios entusiastas: los amantes de la astronomía búlgaros, utilizando un método de descifrado diferente, recibieron otra "patria" de los remitentes: la estrella Zeta Leo y el descifrado de A. Shpilevsky. El método finalmente permitió obtener el conocido y tan esperado por todos, Tau Keith.

La situación actual era muy similar a la descrita en su novela "La Voz del Señor" de Stanislav Lem: una breve nota que apareció en la prensa y que contenía un indicio de Contacto se ahogó en un mar de publicaciones pseudocientíficas, después que cualquier persona seria no consideró toda la información sin sesgos. Es cierto que en el caso de Lunen no fue necesaria la participación de servicios especiales y no fue necesaria la desinformación: todo lo sucedido puede considerarse como un procedimiento de verificación realizado, como ya mencionamos, por los propios entusiastas... El hecho que tales “imágenes” pueden producirse sin mano de obra especial muestra la imagen de abajo.

Representa las coordenadas de los pulsos registrados en el experimento META y publicados en el Astrophysical Journal. Cada uno de estos impulsos era similar a la conocida “señal” ¡Guau! y fueron registrados en esa misma línea “caliente”: ¡una ola de 21 cm de largo! Si combinas las coordenadas celestes de las señales en el orden determinado por las fechas, obtienes la "trayectoria" de una determinada nave espacial.

Parece que eso es todo: ¡aquí están! Pero, desafortunadamente, esto es solo un artefacto: el dispositivo con el que se escaneó el cielo escaneó solo un intervalo vertical muy pequeño, y día tras día este intervalo aumentó y luego, habiendo alcanzado la marca vertical máxima, comenzó a caer.

7. Lista de literatura usada:

1. Libro de texto de física de noveno grado / A. V. Peryshkin, E. M. Gutnik - Moscú: “Avutarda”, 2004;

2. Física entretenida; libro 1/ Ya.I.Perelman - Moscú: “Ciencia”, 1986;

3. Física en la naturaleza; libro para estudiantes / L.V. Tarasov - Moscú: “Ilustración”, 1988;

4. ¿Qué? ¿Para qué? ¿Por qué? gran libro de preguntas y respuestas / Transl. K. Mishina, A. Zykova - Moscú: "EXMO - Press", 2002;

5. Teoría del sonido 2 volumen / R e le y J. carril De inglés - Moscú, 1955; 6. Eco en la vida de personas y animales / G r i f f i n D. trans. del inglés - Moscú, 1961;

7. Gran Enciclopedia de Cirilo y Metodio; 2 CD – 2002;

8. Poetas europeos del Renacimiento. - Moscú;: Ficción; 1974;

9. Ecos en la vida de personas y animales, trad. Del inglés, Griffin D., Moscú, 1961;
10. Ecosondas de navegación, Fedorov I. I., Moscú, 1948;

11. Ecosondas y otros medios hidroacústicos, Fedorov I. I., 1960;

12. Sondas de navegación, “Equipos y armas”, Tolmachev D., Fedorov I., 1977;

13. Ecolocalización en la naturaleza, 2ª ed., Airapetyants E. Sh., Konstantinov A. I, 1974.

Revisando la tarea.

1. ¿Qué vibraciones se llaman ultrasónicas?

A) vibraciones mecánicas, cuyas frecuencias son más altas 20000 Hz;

b) vibraciones mecánicas con una frecuencia superior a 16 Hz;

c) vibraciones mecánicas, cuyas frecuencias oscilan entre 16 y 20.000 Hz.

2. ¿Pueden las ondas sonoras viajar en un espacio sin aire?

a) puede, por ejemplo, el sonido de un disparo en un espacio sin aire;

b) no puedo: las ondas sonoras se propagan sólo en la materia;

c) pueden hacerlo si las ondas sonoras son transversales.

3. ¿De qué cantidades depende la brea?

a) en amplitud;

b) de frecuencia;

c) del volumen;

d) sobre la velocidad del sonido.

4. ¿Cómo se propaga el sonido en un medio homogéneo?

a) el sonido viaja linealmente a velocidad constante en una dirección;

b) el sonido viaja en todas direcciones, la velocidad disminuye con la distancia;

V) El sonido viaja recto y a velocidad constante en todas direcciones.

5. ¿De qué depende la velocidad del sonido en el aire? a) sobre el volumen del sonido;

b) del tono del sonido;

c) sobre la temperatura;

d) sobre la velocidad de la fuente de sonido.

6. ¿De qué depende el tono del sonido?

a) sobre la amplitud de las vibraciones;

b) en la longitud de onda;

c) sobre la frecuencia de vibración de la fuente de sonido.

7. ¿Qué es el infrasonido?

a) fluctuaciones por debajo de 16 Hz;

b) fluctuaciones superiores a 16 Hz;

c) fluctuaciones superiores a 20.000 Hz.

8. Son posibles ondas elásticas transversales: a) sólo en sólidos;

b) sólo en gases;

c) en gases, sólidos y líquidos.

tema de la lección:"Reflejo del sonido. Eco".

Sin cuerpo - pero vive, Sin lengua - ¡grita!.......

Los ecos son ondas sonoras reflejadas por un obstáculo y devueltas a su fuente.

El nombre "eco" está asociado con el nombre de la ninfa de la montaña Eco.

A los antiguos griegos se les ocurrió una idea muy una hermosa leyenda para explicar el eco. Érase una vez una hermosa ninfa llamada Eco. Sólo tenía un inconveniente: hablaba demasiado. Como castigo, la diosa Hera le prohibió hablar a menos que se lo dijeran. La ninfa sólo pudo repetir lo que le dijeron. Un día Eco vio al joven y apuesto Narciso e inmediatamente se enamoró de él. Sin embargo, Narciso no se dio cuenta de ella. La ninfa se sintió invadida por tal tristeza que Eco desapareció en el aire, dejando sólo su voz. Y escuchamos su voz, que repite todo lo que decimos.

Eco de la educación

Un eco se forma como resultado del reflejo del sonido de varios obstáculos: las paredes de una gran habitación vacía, un bosque, las bóvedas de un arco alto en un edificio. Oímos un eco sólo cuando el sonido reflejado se percibe por separado del sonido hablado. Para ello es necesario que el intervalo de tiempo entre el impacto de estos dos sonidos en el tímpano sea de al menos 0,06 s.

Eco en las montañas

El eco más sorprendente “vive” en las montañas. Allí se repite muchas veces, debido a múltiples reflejos del sonido.

¿Cómo es un eco?

Hay varios tipos de eco:

• Una vez e es una onda reflejada por un obstáculo y recibida por un observador.

2) Múltiple - Se trata de un eco que surge de algún sonido fuerte, que genera no una, sino varias respuestas sonoras una tras otra.

Contras del eco

La gran desventaja del eco es que supone una interferencia importante en la grabación de audio. Por ello, las paredes de las salas en las que se graban canciones y reportajes radiofónicos suelen estar equipadas con mamparas fonoabsorbentes fabricadas con materiales blandos o acanalados que absorben el sonido.

espuma de poliestireno

Aplicación del eco

Dado que las ondas sonoras viajan a una velocidad constante en el aire (unos 340 metros por segundo), el tiempo que tarda el sonido en regresar puede proporcionar información sobre la eliminación de un objeto.

1. El eco acústico se utiliza en sonar, así como en navegación, donde se utilizan ecosondas para medir la profundidad del fondo.

2) detección de defectos por ultrasonidos (detección de defectos, cavidades, grietas en productos metálicos fundidos),

3) eco de la investigación en medicina

Ecos famosos del mundo

En el castillo de Woodstock 17 sílabas(destruido durante la Guerra Civil).

Restos Castillo de Derenburg cerca de Halberstadt dieron 27 sílabas un eco que, sin embargo, se ha silenciado desde que voló una pared.

rocas, extendido en forma de círculo cerca de Adersbach en checoslovaquia, repito, en un lugar determinado, tres veces 7 sílabas; pero a pocos pasos de aquí ni siquiera el ruido de un disparo produce eco.

Se observaron bastantes ecos en uno (ahora desaparecido) castillo cerca de Milán : disparo, producido desde la ventana del edificio anexo, resonó 40 - 50 veces, A palabra grande - 30 veces .

En el castillo de Woodstock en Inglaterra el eco se repitió claramente 17 sílabas(destruido durante la Guerra Civil

Ecolocalización. Las ondas ultrasónicas se pueden obtener utilizando emisores especiales de alta frecuencia. Un haz paralelo estrecho de ondas ultrasónicas se expande muy poco durante la propagación. Gracias a esto, se puede generar una onda ultrasónica en una dirección determinada. Para medir la profundidad del mar se utilizan especialmente haces de ultrasonidos direccionales y estrechos. Para ello, se colocan un emisor y un receptor de ultrasonidos en el fondo del recipiente. El emisor emite señales breves que se envían hacia el fondo. En este caso, el dispositivo registra el momento de envío de cada señal. La señal ultrasónica, reflejada en el fondo del mar, llega al receptor al cabo de un tiempo. También se registra el momento en que se recibe la señal. Así, durante el tiempo t que transcurre desde el momento en que se envía la señal hasta el momento en que se recibe, la señal que se propaga a velocidad v recorre un camino igual al doble de la profundidad del mar, es decir 2h: Desde aquí es fácil calcular la profundidad del mar: El método descrito para determinar la distancia a un objeto se llama ecolocalización.

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