РУҚА
5D0EDB

Шешімі: Обнаружение рыбы эхолокацией

ОГЭ · Физика · Тербелістер және толқындар
КүрделіФИПИТолық шешім≈ 4 минутТалдау 5 қадам
Условие
Мақала тапсырмағаСлух дельфинов

Прочитайте текст и выполните тапсырмалар.

Среди всех систем организма дельфина одна из самых интересных – слуховая. Основные сведения об окружающей обстановке дельфин получает с помощью слуха. При этом он использует эхолокацию: анализирует эхо, возникающее при отражении издаваемых им звуков от окружающих предметов. Эхо даёт точные сведения не только о положении предметов, но и об их величине, форме, материале, т.е. позволяет дельфину создать картину окружающего мира не хуже или даже лучше, чем с помощью зрения. Дельфины воспринимают акустические колебания с частотами почти в 10 раз более высокими, чем те, которые может различить человек (см. рисунок 1). Они способны слышать и звуки, мощность которых в 10–30 раз ниже доступных слуху человека.

Рисунок 1. Диапазоны звуковых частот, воспринимаемых различными животными и человеком

Ультразвуковые сигналы, посылаемые дельфином, представляют собой последовательность коротких импульсов (щелчков), имеющих длительность порядка 0,01–0,1 мс.

Для того, чтобы сигнал был отражён препятствием, минимальный линейный размер этого препятствия должен быть не меньше длины волны посылаемого звука. Использование ультразвука позволяет обнаружить предметы меньших размеров, чем это было бы возможно с помощью более низких звуковых частот. Кроме того, использование ультразвуковых сигналов связано с тем, что ультразвуковая волна имеет острую направленность излучения, что очень важно для эхолокации, и намного медленнее затухает при распространении в воде.

Может ли дельфин, используя сигнал частотой $100\ \text{кГц}$, обнаружить проплывающую впереди маленькую рыбку с длиной тела $5\ \text{см}$? Скорость звука в воде принять равной $1500\ \text{м/с}$. Ответ поясните.

Используйте сведения из общего материала об эхолокации и условие отражения звука от препятствия.

Тапсырманы ашып, өзіңіз шешіңіз
Дальше ответЕгер әлі шешіп жатсаңыз – кеңестерден бастаңыз: олар жауапқа жетелейді, бірақ оны ашпайды.
К подсказкам

Шешім по шагам

5 қадам
1

Переведём частоту сигнала в единицы СИ: $100\ \text{кГц} = 100\,000\ \text{Гц}$.

2

Определим длину волны звука по формуле связи скорости, частоты и длины волны.

$$\lambda = \frac{v}{\nu}$$
3

Подставим значения скорости звука и частоты:

$$\lambda = \frac{1500}{100000} = 0{,}015\ \text{м} = 1{,}5\ \text{см}$$
4

Для отражения сигнала размер препятствия должен быть не меньше длины волны. Длина тела рыбки $5\ \text{см}$ больше длины волны $1{,}5\ \text{см}$.

Следовательно, рыбка сможет отразить ультразвуковой сигнал, и дельфин сможет обнаружить её с помощью эхолокации.

Жауап

Да, сможет: длина волны сигнала равна $1{,}5\ \text{см}$, что меньше длины тела рыбки $5\ \text{см}$.

Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Не переводят частоту из килогерц в герцы.

Используют формулу $\lambda = v\nu$ вместо $\lambda = \dfrac{v}{\nu}$.

Сравнивают длину рыбки со скоростью звука, а не с длиной волны.

Делают вывод без пояснения условия отражения сигнала.

Закрепить приёмВ теме «Тербелістер және толқындар» ещё 78 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Как решать тапсырма по теме «Тербелістер және толқындар»

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 5 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Задача из темы «Колебания и волны»: в ней 79 задач, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.