海豚扭曲物理定律以瞄准他们的聚焦声纳波束

日期:2019-02-05 02:14:00 作者:仇猾 阅读:

斯蒂芬Frink汇集/ Alamy库存照片由Sam Wong PORPOISES有声学控制的组合被建立入他们的头以感谢他们的能力集中定向射线的声纳对牺牲者头骨中的骨骼,空气和组织表现得像一种超材料,这种材料旨在违背正常的物理定律这些海洋哺乳动物可以将非定向声波转换为狭窄的声音激光像海豚一样,海豚使用回声定位来检测距离水深30米的猎物要做到这一点,它们会在面前的聚焦光束中发出高频咔嗒声,控制光束的方向而不移动它们的头部当它们接近目标时,它们还可以加宽光束,帮助它们捕获试图逃跑的鱼他们如何聚焦光束是一件神秘的事情,特别是产生声音的结构 - 称为声音嘴唇 - 小于它们产生的咔嗒声的波长这应该导致波形展开而不是目标头部前方的一个大型脂肪器官,称为甜瓜,似乎很重要,但其作用的细节尚不清楚为了调查,中国厦门大学的张禹和他的同事们对一只江豚进行了计算机断层扫描(CT)扫描,以测量头部不同组织的声学特性他们的工作将发表在Physical Review Applied上他们还收集了海豚信号的现场记录,并建立了一个数学模型来模拟海豚如何产生和控制他们的声束 “这种动物很难做实验,”张说 “CT和计算机模拟帮助我们看到海豚的头部发生了什么”事实证明,关键是头部的瓜,头骨和气囊如何协同工作,迫使声波向单一方向发展海豚头部的这些部分中的每一部分以不同的方式反射,折射和散射声音,并且声音以不同的速度穿过它们中的每一个海豚可以通过用其面部肌肉压缩其瓜来扩大其声束这使得它可以在追逐它时将鱼保持在“视线”线上 “海豚的生物声学系统使用的原理与我们在教科书中学到的不同,”宾夕法尼亚州立大学的共同作者Wenwen Cao说他说这暗示了一种设计小型精确声纳系统以定位海洋目标的新方法它也可能帮助我们制作具有原子结构的超材料,它可以组合这些属性这可能对换能器的设计特别有用 - 声纳系统将电脉冲转换为声波的部分 - 英国爱丁堡赫瑞瓦特大学的Keith Brown说目前,“如果你想建造一个具有高方向性的低频传感器,它必须非常大”,他说 “制作关注海豚和海豚如何做事物的超材料可能允许更小的传感器”这篇文章以标题“海豚通过扭曲物理定律来瞄准其声纳”出现在印刷品上更多关于这些主题: