Обнаружение моллюска эхолокацией
Статья к заданиюТекст по физике «Слух дельфинов»
Прочитайте текст и выполните задания.
Слух дельфинов
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 выше, 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. 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 находящегося впереди моллюска размером $10\ \text{мм}$? Скорость звука в воде принять равной $1500\ \text{м/с}$. Ответ поясните.
Используйте сведения из приведённого материала об условии отражения звукового сигнала от препятствия.
Условие как в банке ФИПИ — открыть и сверить
Может ли дельфин, используя сигнал частотой 100 кГц, обнаружить находящегося впереди моллюска размером 10 мм? Скорость звука в воде принять равной 1500 . Ответ поясните. | ||
| |
Это задание с развёрнутым решением: ответом считается запись хода решения, а не строка. Напишите решение на бумаге и сравните с разбором — там каждый шаг с обоснованием.
Открыть разбор1Мягкая — с чего смотретьуровень 1 из 3
Как связаны скорость распространения звука, его частота и длина волны?
2Наводящая — какие числа считатьуровень 2 из 3
Используйте формулу $\lambda = \dfrac{v}{\nu}$. Для отражения сигнала размер препятствия должен быть не меньше длины волны.
3Прямая — фактически решениеуровень 3 из 3
Вычислите $\lambda = \dfrac{1500}{100\,000} = 0{,}015\ \text{м} = 15\ \text{мм}$. Поскольку $10\ \text{мм} < 15\ \text{мм}$, сигнал от моллюска не отразится достаточно эффективно.