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聲吶模仿了哪個動物

發布時間:2022-07-24 15:20:40

⑴ 聲吶是人類從哪些生物身上獲得啟示

1、從蝙蝠和夜蛾發現了超聲波的作用,從而發明了雷達。
2、根據海豚探尋食物的原理,發明了聲吶。
聲吶就是利用水中聲波對水下目標進行探測、定位和通信的電子設備,是水聲學中應用最廣泛、最重要的一種裝置。它是SONAR一詞的「義音兩顧」的譯稱(舊譯為聲納),SONAR是Sound Navigationand Ranging(聲音導航測距)的縮寫。

聲吶技術至今已有100年歷史,它是1906年由英國海軍的劉易斯·尼克森所發明。他發明的第一部聲吶儀是一種被動式的聆聽裝置,主要用來偵測冰山。這種技術,到第一次世界大戰時被應用到戰場上,用來偵測潛藏在水底的潛水艇。

目前,聲吶是各國海軍進行水下監視使用的主要技術,用於對水下目標進行探測、分類、定位和跟蹤;進行水下通信和導航,保障艦艇、反潛飛機和反潛直升機的戰術機動和水中武器的使用。此外,聲吶技術還廣泛用於魚雷制導、水雷引信,以及魚群探測、海洋石油勘探、船舶導航、水下作業、水文測量和海底地質地貌的勘測等。

和許多科學技術的發展一樣,社會的需要和科技的進步促進了聲吶技術的發展。

工作的原理
聲波是觀察和測量的重要手段。有趣的是,英文「sound」一詞作為名詞是「聲」的意思,作為動詞就有「探測」的意思,可見聲與探測關系之緊密。

在水中進行觀察和測量,具有得天獨厚條件的只有聲波。這是由於其他探測手段的作用距離都很短,光在水中的穿透能力很有限,即使在最清澈的海水中,人們也只能看到十幾米到幾十米內的物體;電磁波在水中也衰減太快,而且波長越短,損失越大,即使用大功率的低頻電磁波,也只能傳播幾十米。然而,聲波在水中傳播的衰減就小得多,在深海聲道中爆炸一個幾公斤的炸彈,在兩萬公里外還可以收到信號,低頻的聲波還可以穿透海底幾千米的地層,並且得到地層中的信息。在水中進行測量和觀察,至今還沒有發現比聲波更有效的手段。

結構與分類
聲吶裝置一般由基陣、電子機櫃和輔助設備三部分組成。基陣由水聲換能器以一定幾何圖形排列組合而成,其外形通常為球形、柱形、平板形或線列行,有接收基陣、發射機陣或收發合一基陣之分。電子機櫃一般有發射、接收、顯示和控制等分系統。輔助設備包括電源設備、連接電纜、水下接線箱和增音機、與聲吶基陣的傳動控制相配套的升降、回轉、俯仰、收放、拖曳、吊放、投放等裝置,以及聲吶導流罩等。

換能器是聲吶中的重要器件,它是聲能與其它形式的能如機械能、電能、磁能等相互轉換的裝置。它有兩個用途:一是在水下發射聲波,稱為「發射換能器」,相當於空氣中的揚聲器;二是在水下接收聲波,稱為「接收換能器」,相當於空氣中的傳聲器(俗稱「麥克風」或「話筒」)。換能器在實際使用時往往同時用於發射和接收聲波,專門用於接收的換能器又稱為「水聽器」。換能器的工作原理是利用某些材料在電場或磁場的作用下發生伸縮的壓電效應或磁致伸縮效應。

聲吶的分類可按其工作方式,按裝備對象,按戰術用途、按基陣攜帶方式和技術特點等分類方法分成為各種不同的聲吶。例如按工作方式可分為主動聲吶和被動聲吶;按裝備對象可分為水面艦艇聲吶、潛艇聲吶、航空聲吶、攜帶型聲吶和海岸聲吶等。

主動聲吶:主動聲吶技術是指聲吶主動發射聲波「照射」目標,而後接收水中目標反射的回波以測定目標的參數。大多數採用脈沖體制,也有採用連續波體制的。它由簡單的回聲探測儀器演變而來,它主動地發射超聲波,然後收測回波進行計算,適用於探測冰山、暗礁、沉船、海深、魚群、水雷和關閉了發動機的隱蔽的潛艇;

被動聲吶:被動聲吶技術是指聲吶被動接收艦船等水中目標產生的輻射雜訊和水聲設備發射的信號,以測定目標的方位。它由簡單的水聽器演變而來,它收聽目標發出的雜訊,判斷出目標的位置和某些特性,特別適用於不能發聲暴露自己而又要探測敵艦活動的潛艇。

⑵ 人類非常善於研究動物的一些特殊工能,請舉出兩個人類在聲學方面通過模仿動物

比如聲吶,,就是模仿海豚
比如雷達,,就是模仿蝙蝠

還有水母的順風耳,仿照水母耳朵的結構和功能,設計了水母耳風暴預測儀,能提前15小時對風暴作出預報,對航海和漁業的安全都有重要意義

⑶ 使用聲吶最頻繁的是哪種動物

使用波在傳播過程中的反射現象來探測物體的方位與距離的方式叫做「回聲定位」,一些動物本身就具有「回聲定位」能力,它們通過發射聲波,利用從物體上反射回來的回波來進行空間定向,本身是動物捕捉獵物與迴避物體的方式,蝙蝠與鯨類是使用聲納系統最多的兩種動物。

生活於水中的鯨類擁有傑出的回聲定位能力,鯨類多棲息於食物豐富、能見度較低的水體中,這便限制了它們靠著視覺覓食的能力。由於眼睛逐漸地退化為小眼,雖然具有感光能力,但是其分辨能力卻大大減退,並同時進化出了憑借回聲定位覓食、探測目標的本領。

鯨類的發聲並非在聲帶的振動下引起,而是由鼻道部發出的。由於鯨類單個鼻孔位於頭顱,緊靠著噴水孔的墳還有前庭囊、鼻額囊和前額囊三對氣囊,鼻道內受到了擠壓的空氣在經過了氣囊的噴出後,會產生聲音,但是有些學者卻持相反意見,認為聲音源於喉部。

鯨類的耳殼退化,外耳道狹窄被蠟質的耳屎所充滿著,呈現出閉塞的狀態,其鼓膜和聽骨也非常簡單,所以其回聲系統很可能是通過身體組織與顱骨、下頜骨進一步傳導至中耳的。某些鯨類的下頜骨處為空狀,其中卻充滿了油液,這種油液是聲波的優良導體,可以迅速地將聲波傳到緊靠著後面的中耳和內耳中。但是有些學者卻認為,鯨類依然是靠著外耳道、鼓膜與耳蝸來獲取聲音的,因為實驗證明蠟質耳屎是一種非常優良的傳遞聲音導體。

⑷ 那些動物有聲吶原理

海豚、鯨魚、蝙蝠,測距的原理是根據超聲波的傳播速度和發出以及接收的時間相乘

⑸ 聲納是受到了什麼動物的啟示

1、蝙蝠,海豚和聲納

聲納發出低頻聲波脈沖,可以通過發射機通過水和空氣。當遇到障礙物時,聲白脈沖會被反射回接收裝置。根據聲音脈沖的速度和回聲的時間,可以測量障礙物之間的距離。正是由於蝙蝠和海豚的回聲定位,人類發明了聲納。

2、潛艇與「鯨背效應」

現代核潛艇能夠在水下停留很長一段時間,但是在冰下發射導彈需要破冰漂浮,這就帶來了一個問題。

每20到60分鍾,鯨魚將浮出水面呼吸(稱為「噴氣機」),潛艇專家從這個靈感,因此提出在命令潛艇的頂部平台殼牌和上層建築,加強材料強度,在模仿的外觀的鯨魚,如期實現「鯨魚效應」當打破僵局。

3、響尾蛇和熱成像攝像機

響尾蛇可以利用它天生的紅外線感應來尋找附近的獵物,而熱成像攝像機就利用了這一原理。

4、蝶式和衛星溫度控制系統

當暴露在強烈的陽光下,在太空中運行的地球衛星的溫度可高達200℃;在陰影區域,衛星的溫度降至-200℃,因此衛星上各種復雜的儀器很容易被烘烤或冷凍。後來,科學家從蝴蝶身上獲得靈感,解決了這個問題。

原來蝴蝶的身體表面長著一層小鱗片,這些鱗片起著調節體溫的作用。每當陽光直射時,當溫度上升時,鱗片自動打開,以減少陽光的輻射角度,從而減少熱量的吸收;而當外界溫度下降時,鱗片自動閉合,貼近體表,使陽光直接照射到鱗片上,從而將體溫控制在正常范圍內。

科學家為人造衛星設計了一種看起來像蝴蝶鱗片的溫度控制系統。

5、蜘蛛網和盔甲

生物學家研究過蜘蛛絲,發現它的強度是同樣大小的鋼絲的五倍。

受此啟發,英國劍橋PA科技有限公司嘗試生產像蜘蛛網這樣的高強度纖維,可以編織或製成復合材料,用作防彈衣、防彈車、坦克、裝甲車等的結構材料。穿上這種盔甲,不僅減輕了重量,還提高了性能,而且經久耐用。

⑹ 聲納是根據哪個動物的啟示

聲納是根據海豚的啟示
根據海豚的定位系統發明了聲納

⑺ 雷達是根據什麼動物發明的

雷達是根據蝙蝠發明的。

蝙蝠能夠發出超聲波,超聲波遇到障礙物就會反射回來,根據不同的物體反射的程度不同,據此發明雷達,雷達有發射超聲波設備和接受超聲波設備,從而得知前方不明物的距離大小等參數。

雷達是將電磁能量以定向方式發射至空間之中,藉由接收空間內存在物體所反射之電波,可以計算出該物體之方向,高度及速度,並且可以探測物體的形狀。

(7)聲吶模仿了哪個動物擴展閱讀

起源

雷達的出現,是由於二戰期間當時英國和德國交戰時,英國急需一種能探測空中金屬物體的雷達(技術)能在反空襲戰中幫助搜尋德國飛機。二戰期間列強的研究使得雷達技術得以快速的發展,雷達就已經出現了地對空、空對地轟炸、空對空火控、敵我識別功能的雷達技術。

二戰以後,雷達發展了單脈沖角度跟蹤、脈沖多普勒信號處理、合成孔徑和脈沖壓縮的高解析度、結合敵我識別的組合系統、結合計算機的自動火控系統、地形迴避和地形跟隨、無源或有源的相位陣列、頻率捷變、多目標探測與跟蹤等新的雷達體制。

後來隨著微電子等各個領域科學進步,雷達技術的不斷發展,其內涵和研究內容都在不斷地拓展。目前,雷達的探測手段已經由從前的只有雷達一種探測器發展到了雷達、紅外光、紫外光、激光以及其他光學探測手段融合協作。

當代雷達的同時多功能的能力使得戰場指揮員在各種不同的搜索/跟蹤模式下對目標進行掃描,並對干擾誤差進行自動修正,而且大多數的控制功能是在系統內部完成的。

自動目標識別則可使武器系統最大限度地發揮作用,空中預警機和JSTARS這樣的具有戰場敵我識別能力的綜合雷達系統實際上已經成為了未來戰場上的信息指揮中心。

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