Ce este si cum functioneaza ECOUL
Ecoul este folosit de unele animale pentru perceperea sunetului. Emitand sunete si ascultand ecoul acestora, animalele sunt capabile de a gasi prada, a ocoli obstacole, si de a naviga fara a folosi vederea. Ecoul este folosit noapt ea sau in spatii care sunt intunecoase, cum ar fi pesteri, medii subterane, sau in adancurile marii. Patru grupe de animale folosesc ecoul: cetacene (balene si delfini), lilieci, pasari si o specie de mamifere mici, asociate cu cartita.
Sunetele sunt vibratii care se propaga prin aer, apa, sau obiecte solide. Numarul de sunete pe secunda este cunoscut sub numele de frecventa, si este masurat in hertzi. Sunetele cu frecvente ridicate sunt percepute ca fiind tonalitati inalte. Tonalitati mai inalte decat limita auzului uman, de obicei peste 20.000 hertzi, sunt denumite ultrasunete. Cand un sunet se loveste de un obiect, sunetul se reflecta. Sunetul reflectat se numeste ecou.
Prin interpretarea corecta a ecourilor, animalele pot sa determine distanta pana la un anumit obiect, dimensiunea, si daca acesta se indeparteaza sau se apropie. Intervalul de timp intre momentul in care un sunet este emis si intoarcerea lui sub forma unui ecou indica distanta pana la acel obiect - ecoului ii trebuie mai mult timp pentru a se intoarce atunci cand obiectele se afla la distante mai mari. Intensitate ecoului este determinata de dimensiunile obiectului, de distanta, si de textura acestuia. Ecourile unui obiect apropiat sunt compresate, reintorcandu-se cu o frecventa mai mare decat la aceea la care au fost emise (vezi efectul Doppler). Pentru un obiect care se indeparteaza, efectul este invers. Studiile efectuate demonstreaza ca balenele pot face diferenta intre anumite tipuri de pesti, iar liliecii pot evita firele foarte subtiri de tensiune in timp ce zboara cu viteza mare.
Delfinii si anumite specii de balene emit sunete cu frecventa cuprinsa intre 250 Hz (folosite in vorbirea umana) la 220.000 Hz (ultrasunete) care sunt cu mult peste limita auzului uman.
Emiterile scurte si puternice de sunete dau cel mai bun rezultat. Sunetele sunt pulsate, lasand cate o mica pauza intre ele, moment in care animalele asculta eventualele ecouri. Atunci cand pradatorii se apropie de prada, sunetele emise cresc de la 1 la 5 impulsuri pe secunda pana la maximum 200 la lilieci si 500 la balena ucigasa. Pentru a nu surzi in timp ce sunetul este produs, pradatorul foloseste muschi pentru a imobiliza oasele mici ce transmit sunetul in interiorul urechii.
Animale care folosesc ecoul
Majoritatea liliecilor isi folosesc laringele pentru a produce ultrasunete cuprinse intre 20.000 si 120.000 Hz. Exceptie face liliacul rousette, singurul tip ,,old world fruit bat'' care foloseste ecoul. Acesti lilieci emit, cu ajutorul limbii, sunete care pot fi percepute de om,. Aceste sunete se lovesc de peretii pesterilor si ii ajuta astfel sa navigheze. Unii lilieci folosesc structuri avansate ale nasului pentru a amplifica si a focaliza sunetele. Viteza de capturare a liliecilor este uimitoare: in mod normal, in mai putin de o secunda prada este detectata si capturata.
Moliile folosesc o serie de strategii pentru a se apara de lilieci. Unele au aripile acoperite de un fel de solzi care retin ecoul. Moliile tigru emit cu limba aceleasi sunete ca si liliecii pentru a se confunda cu ei. Multe molii au receptori de sunet care le alerteaza de apropierea unui liliac si atunci ele incearca sa scape.
Sunetele cu ecou ale balenelor cu dinti, produse in canalele nazale, sunt directionate printr-un corp (melon) din parte frontala a capului. Ecourile sunt receptionate prin falca de jos si trec prin sinusurile urechii interioare. In momentul in care se apropie de prada, balenele ucigase pot emite sunete suficient de puternice pentru a ameti prada.
|
|
|
|
|
|
|
|
Utilizarea ecoului de catre oameni
Psihologul italian al secolului al XVIII-lea, Spallanzani Lazzaro a fost primul care a observat ca liliecii puteau sa ocoleasca obstacolele cand zburau cu ochii acoperiti, in timp ce liliecii care aveau urechile acoperite nu puteau. Nu a putut da nici o explicatie la momentul respectiv, acestor observatii. In anul 1938 omul de stiinta american Donald Griffin, folosind microfoane sensibile la ultrasunete, a descoperit ca liliecii folosesc ultrasunete pentru ecou.
Oamenii folosesc principiul ecoului la sonar, tehnologie ce monitorizeaza ecourile de sub apa. Fiind initial gandit pentru detectarea icebergurilor, sonarul a fost adaptat pentru detectarea submarinelor in timpul primului razboi mondial (1914-1918). De atunci, a fost folosit pentru detectarea obiectelor aflate la adancime, a pestilor sau bancurilor de pesti si la cartografierea oceanelor.
Odata cu aparitia computerelor, a devenit posibila scanarea cu ultrasunete. In aceasta tehnologie medicala, ultrasunetele sunt trimise in corp, iar ecoul care este datorat reflexiei ultrasunetelor de catre organele interne sunt transformate in imagini detaliate de catre un computer.
