Эхолокация ( эхо и лат. locatio — «положение») — способ, при помощи которого положение объекта определяется по времени задержки возвращений отражённой волны. Если волны являются звуковыми , то это звуколокация , если радио — радиолокация .

История

Открытие эхолокации связано с именем итальянского естествоиспытателя Ладзаро Спалланцани . Он обратил внимание на то, что летучие мыши свободно летают в абсолютно тёмной комнате (где оказываются беспомощными даже совы ), не задевая предметов. В своём опыте он ослепил несколько животных, однако и после этого они летали наравне со зрячими . Коллега Спалланцани Луи Жюрин провёл другой опыт, в котором залепил воском уши летучих мышей, — и зверьки натыкались на все предметы. Отсюда учёные сделали вывод, что летучие мыши ориентируются по слуху . Однако эта идея была высмеяна современниками, поскольку ничего большего сказать было нельзя — короткие ультразвуковые сигналы в то время ещё было невозможно зафиксировать .

Впервые идея об активной звуковой локации у летучих мышей была высказана в 1912 году Х. Максимом . Он предполагал, что летучие мыши создают низкочастотные эхолокационные сигналы взмахами крыльев с частотой 15 Гц .

Об ультразвуке догадался в 1920 году англичанин Х. Хартридж, воспроизводивший опыты Спалланцани. Подтверждение этому нашлось в 1938 году благодаря биоакустику Д. Гриффину и физику . Гриффин предложил название эхолокация (по аналогии с радиолокацией) для именования способа ориентации летучих мышей при помощи ультразвука .

Эхолокация у животных

Животные используют эхолокацию для ориентации в пространстве и для определения местоположения объектов вокруг, в основном при помощи высокочастотных звуковых сигналов. Наиболее развита у летучих мышей и дельфинов , также её используют землеройки , ряд видов ластоногих ( тюлени ), птиц ( гуахаро , саланганы и др.).

Происхождение эхолокации у животных остаётся ясным; вероятно, она возникла как замена зрению у тех, кто обитает в темноте пещер или глубин океана. Вместо световой волны для локации стала использоваться звуковая . Данный способ ориентации в пространстве позволяет животным обнаруживать объекты, распознавать их и даже охотиться в условиях полного отсутствия света, в пещерах и на значительной глубине. Летучая мышь, например, издает сотни сигналов в секунду. При помощи эхолокации в ее голове выстраивается модель пространства, в котором она находится. Благодаря этому летучие мыши могут вычислять скорость передвижения добычи, направление ее полета, а также форму и размер ^{[ источник не указан 39 дней ]} .

Среди членистоногих эхолокация обнаружена только у ночных бабочек совок .

Человек в некотором роде тоже использует эхолокацию: услышав звук в помещении, человек может определить приблизительный объём помещения, мягкость стен и т. п.

Техническое обеспечение эхолокации

Эхолокация может быть основана на отражении различных сигналов — радиоволн , ультразвука и звука . Первые эхолокационные системы направляли сигнал в определённую точку пространства и по задержке ответа определяли её удалённость при известной скорости перемещения данного сигнала в данной среде и способности препятствия, до которого измеряется расстояние, отражать данный вид сигнала. Обследование участка дна таким образом при помощи медных слуховых труб.

Во время Первой мировой войны в связи с налетами дирижаблей на Великобританию для предупреждения о налетах на побережье были построены акустические зеркала — бетонные блоки вогнутой полусферической формы, которые были способны уловить звук двигателей дирижабля раньше, чем это может сделать человеческое ухо. Они концентрировали и усиливали звуковые волны, которые перенаправлялись в микрофоны, расположенные в передней части зеркал .

Сейчас используются различные технические решения с одновременным использованием сигналов различной частоты, которые позволяют существенно ускорить процесс эхолокации.

См. также

• Радар
• Сонар (гидролокатор)
• Эхолот
• Дефектоскоп
• Ультразвуковое исследование

Примечания

Библиография

• Сергеев Б.Ф. . — Л. : Гидрометеоиздат , 1980. — 150 с.
• Гриффин Д. Р. Эхо в жизни людей и животных. Пер. с англ. К. Э. Виллер. Под ред. М. А. Исаковича. — М.: Физматгиз, 1961. — 110 с.
• Короткин И. М., Нефедов П. М. Исторический очерк развития отечественного эхолотостроения. — Л.: Изд. 9 НИИ МО СССР, 1985.