Для начала разберемся, чем слышат некоторые из животных, т. е. остановимся на специфике имеющихся у них органов слуха.

Такие существа-невелички, как сверчок и кузнечик, задействуют при этом… передние лапки, покрытые волосками, на которых находится чувствительная к звуку мембрана. Голландские физики сумели воспроизвести этот орган слуха, которые считается одним из самых чувствительных акустических инструментов. Оказалось, что мембрана представляет собой конденсатор переменной формы. Когда колебания воздуха передаются ей, она изменяет емкость.

Чем слышат киты Рыбы улавливают колебания воды боковой линией, состоящей из тоненьких чувствительных трубочек. У пчелы слуховые и вибрационные органы, воспринимающие колебания большого диапазона частот, расположены в перепонках, которые натянуты на ножки. Змеи и вовсе не имеют наружных ушей. Спрашивается: как же они танцуют под музыку факира? Считается, что звук сквозь кости может передаваться непосредственно в среднее ухо.

У дельфинов, имеющих объем мозга, примерно равный человеческому, на те отделы, которые отвечают за слуховые функции, приходится в десятки раз больше места, чем у Homo sapiens.


Чем слышат киты В результате создания учеными из США компьютерной модели восприятия звуков китообразными было опровергнуто представление, что они слышат с помощью тонких стенок нижней челюсти, подходящей к внутреннему уху. Выяснилось, что в действительности звуковые волны достигают внутреннее ухо китов через горло, а затем через особый канал.

Правда, в этом вопросе единодушие пока не достигнуто, потому как согласно альтернативной версии наружный слуховой проход все-таки у них имеется и открывается позади глаза маленьким отверстием. Если это так, то стоит упомянуть, что у лягушек барабанная перепонка устроена снаружи, за глазами.

Чем слышат киты У кошек ушная раковина имеет особое строение, она рефлекторно настраивается на источник звука. Кожистые складки на кошачьих ушах являются резонаторами, число нервных окончаний в слуховых органах вдвое превышает их количество у человека.

А теперь поговорим о диапазоне звуков, доступных слуху различных представителей животного царства.


Дельфин, например, для ориентации в пространстве использует эхолокацию. Он способен различать звуки на частоте до ста тысяч герц, — это уровень, в пять раз превышающий способность человека, которая ограничивается верхним пределом в двадцать килогерц.

Киты тоже имеют «радарное устройство» и так же, как дельфины, имеют свой язык, с помощью которого общаются. А как они поют! Максимум слухового восприятия у зубатых китов составляет 120−140 тысяч Гц, усатые заметно отстают от них.

Эхолокация применяется и летучими мышами. Они способны слышать звуки до уровня 120 кГц. А у бабочки Noctuid Moth он составляет 250 кГц. И даже кузнечик слышит гораздо лучше «царя природы», поскольку его максимум распознавания звуков находится на частоте 50 кГц, не говоря уже о крысах и мышах (90 кГц), кошках (60 Гц), собаках (40 Гц).

Чем слышат киты В нижнем же пределе слышимости нас с вами, воспринимающих минимальную частоту 20 герц, уверенно обходит, например, слон, различающий звук частотой от одного герца, так что он может тайно от людей переговариваться с сородичами. Аналогичными возможностями обладает упомянутая бабочка, она тоже распознает одногерцевую частоту. Дельфин слышит звуки, мощность которых в 10−30 раз ниже, чем у тех, что доступны слуху человека.

Крысы тут оказываются послабее: они улавливают частоты в один килогерц. У летучих мышей минимальный уровень слышимости тоже уступает и слонам, и бабочкам, крысам, а заодно и человеку: он составляет три килогерца. Частота 100 Гц доступна для распознавания у кошек. Зато у голубя просто потрясающе чуткий слух: от него не ускользают звуковые колебания, начинания с одной десятой доли герца.


Чем слышат киты Диапазон слышимости муравьев находится за пределами нашего, они способны различать лишь очень высокие звуки, которые человеком не воспринимаются.

Разумеется, это лишь некоторые факты. Но и их довольно, чтобы убедиться в том, как сильно различается слух у разных животных. Почему? Природа мудра: она предоставляет своим детям те возможности и накладывает те ограничения, которые являются целесообразными.

Известно ведь, что некоторые звуки могут оказывать пагубное воздействие, — вот они и оказываются за пределами восприятия. С другой стороны, имеющиеся слуховые способности позволяют обеспечить как безопасность их обладателя, так и пропитание. Впрочем, и у людей слух неодинаков, но об этом — как-нибудь в другой раз…

Источник: ShkolaZhizni.ru

Колебания не обязательно возникают только там, где есть масса отдельно и пружина отдельно. Если пружина достаточно массивна, то она может вызывать колебания и сама, стоит только их возбудить. Если резко толкнуть пружину, так, как показано на рис. 103, то она придет в колебательное движение, по ней как бы пойдут волны. Такие волны, которые идут вдоль упругого тела, вызывая его попеременное сжатие и растяжение, называются продольными.

iv>

Рис. 103. Продольные волны в пружине
Бывают еще волны поперечные, или стоячие. Если бросить камень в воду, то от него пойдут именно волны поперечные (рис. 104). Очень наглядно образуется поперечная волна на слабо натянутой веревке, если ее дернуть поперек (рис. 105). Это покажется странным, но именно такой волной является волна световая, да и радиоволна. Об этом мы поговорим попозже, а пока посмотрим, что это за волны — звуковые.

Рис. 105. Стоячие волны на веревке

Рис. 106. Продольные волны в столбе воздуха
і

Рис. 104. Стоячие волны на поверхности воды
Воздух — та же пружина, только без отдельных витков, непрерывная. И если мы будем поступать с воздухом так же, как и с пружиной на рис. 103, то он также придет в колебательное движение (рис. 106). Воздух имеет достаточную массу — около 1,3 кг/м3, он упруг — под поршнем ведет себя как настоящая пружина. Поэтому и по нему пойдут продольные волны, как и по пружине. Частота колебаний, измеряемая в герцах, это величина, обратная периоду. Если период колебаний маятника 2 секунды (помните маятник метровой длины?), то его частота — 1/2 Гц.


к вот, если колебания воздуха совершаются с частотой от 16 до 20 000 Гц, то это воспринимается как звук. Только очень большие «слухачи» могут услышать весь этот интервал частот. Обычно слышат от 20 до 18 000 Гц; 20 Гц — это, пожалуй, раскаты грома, а 18 000 — тончайший комариный писк.
У пожилых людей верхний порог слышимости иногда понижается до 6 000 Гц; напротив, некоторые дети слышат до 22 000 Гц. А собаки могут услышать и до 38 000 Гц, т. е. идут, пожалуй, наравне с грудными младенцами.
Еще дальше зашли в этой способности летучие мыши (некоторых из них называют «вампирами»). Они могут издавать и воспринимать звуки от 25—50 до 210 000 Гц — это самое большее, на что способны животные (рис. 107).

Рис. 107. Летучие мыши охотятся за насекомыми с помощью
ультразвука
Используют они эту способность для «эхолокации» при полетах в темноте. Женщины не зря боятся летучих мышей — густые, пышные женские волосы являются как бы «звуковой ямой» для звука, он от них не отражается. И обманутая летучая мышь может, не разобравшись, вцепиться в волосы.

1 „4.

Рис. 108. Эхолокация в воде
Звуки с высокой частотой, свыше 20 000 Гц, называются ультразвуками. Они очень слабо рассеиваются, идут как бы «лучом» и поэтому очень удобны для локации. По этой причине не только летучие мыши, но и современные приборы — сонары, используют ультразвук для эхолокации, особенно в воде (рис. 108).
Ультразвук сейчас широко используется в технике и быту. Кто не знает ультразвуковые стиральные машинки — «таблетки» или «шарики» — они бережно стирают ткани, расходуя крайне мало энергии.

>

Рис. 109. Схема ультразвуковой дефектоскопии
В медицине ультразвуком успешно «просвечивают» и тело человека, причем это «просвечивание» не опасно, как, например, рентген. Интересно, что ультразвуком можно «просветить» и огромные толщи металла — в 1 м и более, что совершенно недоступно для рентгена. Ультразвук свободно распространяется в металле и, отражаясь неоднородностями (пустотами, раковинами, трещинами), показывает это. На этом принципе устроены приборы — дефектоскопы, где сигналы ультразвука от излучателя и, проходя через металл, улавливаются щупом щ и передаются приемнику (рис. 109).
Ультразвук губительно действует на бактерии и даже на холоднокровных животных — мелкие рыбы и лягушки погибают при облучении ультразвуком за 1 — 2 минуты. Но для человека он неопасен, иначе бы «не просвечивали» им беременных женщин. Сейчас ультразвук делят на три диапазона: низкие частоты — до 105 Гц; средние — до 105 — 107 Гц и высокие — до 109 Гц. Упругие волны с частотами 109 — 1013 Гц называют уже гиперзвуком. А чаще — просто не бывает, потому что эти волны по длине соответствуют уже межатомному расстоянию в твердых телах. Что же бывает, когда частота звука меньше 16 Гц? Такие колебания называются инфразвуком. Прекрасно распространяясь в воде, инфразвуки помогают китам и другим морским животным ориентироваться в толще воды.


тни километров — для инфразвука не помеха. Своеобразно воздействие инфразвука на человека. Как-то в театре для пьесы о временах Средневековья заказали знаменитому физику Р. Вуду (1868—1955) огромную органную трубу, кажется, в 40 м длиной. Чем длиннее труба, тем ниже звук она издает. Такая длинная труба должна была издать уже не слышимый человеческим ухом звук. Звуковая волна в 40 м длиной соответствует частоте около 8 Гц, это вдвое ниже нижнего предела слышимости по высоте. А когда попробовали на спектакле воспользоваться этой трубой, получился конфуз. Инфразвук такой частоты хотя и не был слышим, но близко подошел к так называемому альфа-ритму человеческого мозга (5 — 7 Гц) и вызвал у людей чувство страха и паники. Зрители разбежались, устроив давку. Вообще, эти частоты опасны для человека. Существует мнение, что ветер, отражаясь от длинных волн в океане, может породить инфразвук, губительно действующий на психику людей. Таким образом иногда объясняют таинственное исчезновение людей с кораблей в океане, в частности в Бермудском треугольнике. Впали, дескать, в панику и повыкидывались с кораблей.
Громкость или амплитуда звуковых колебаний — одна из главнейших характеристик звука. Громкость измеряют в децибелах, это в честь изобретателя телефона физика А. Г. Белла (1847—1922). Самый слабый звук, воспринимаемый нашим ухом, — около 10 дБ.

ик — 70 дБ. Сильнейший раскат грома — около 100 дБ, а свыше 130 дБ — уже воспринимается как боль в ушах. Что же это получается: тиканье наручных часов на расстоянии 1 м — 30 дБ, а в 4 раза громче — уже глохнешь? Дело в том, что громкость звука здесь не пропорциональна децибелам. Как мы уже знаем, 10 дБ, или 1 Б (удивительно, зачем было вводить эти децибелы, когда просто в белах гораздо удобнее и короче?), — наиболее слабый звук, еще воспринимаемый нормальным слухом. Но за начало отсчета, или за 0 Б, принимается звук в 10 раз более слабый. Вдруг да кто-нибудь услышит! Звук в 2 Б, или 20 дБ, — уже не в 2, а в 100 раз более сильный, чем в 0 Б, и т. д. То есть числом бел измеряют порядок увеличения громкости звука. Звук в 10 Б (или 100 дБ) имеет громкость в 1010, или 10 миллиардов, раз более громкий, чем пороговый в 0 Б! Крик тети Сони из Одессы мы оцениваем в 7 Б (70 дБ), а вдвое больше — 14 Б (140 дБ) — это звук при запуске межконтинентальной ракеты, от которого можно оглохнуть. Так этот звук не в 2 раза, а в 107, т. е. в 10 миллионов раз, более громок, чем крик тети Сони! И всю эту уникальную «палитру» звуков — от 16 до 20 000 Гц, и от 1 Б до звуков в миллиарды раз более громких — воспринимает и передает в головной мозг наше ухо.
?

Рис. 110. Устройство человеческого уха:
1 — барабанная перепонка; 2 — сочлененные косточки; 3 — овальное окно; 4 — основная мембрана Ухо представляет собой сложный звукоприемный аппарат, работающий в чрезвычайно широком диапазоне частот и амплитуд.


уковые волны достигают нашего наружного уха — его ушной раковины, которая представляет собой рупор, собирающий звуковые волны. По наружному слуховому проходу звуковые волны достигают барабанной перепонки 1 (рис. 110), отделяющей наружное ухо от среднего. Под влиянием приходящих волн эта перепонка колеблется, совершая вынужденные колебания с частотой воспринимаемого звука. Колебания барабанной перепонки через посредство действующей как рычаг системы сочлененных косточек 2 (молоточка, наковальни и стремечка) передаются так называемому овальному окну 3, закрывающему внутреннюю полость ушного лабиринта. Ушной лабиринт в той его части, где лежат чувствительные к механическому раздражению окончания слухового нерва, наполнен жидкостью — эндолимфой. Внутри находится так называемая основная мембрана 4, состоящая из нескольких тысяч (около 4 500) волокон различной длины, настроенных каждое на некоторый определенный тон. Пришедшие во внутреннее ухо звуковые волны обуславливают колебания тех волокон основной мембраны, которые настроены на частоты, содержащиеся в этих волнах.

Рис. 111. Звуковая «локация» человека
Из приведенного выше описания слухового восприятия становится понятным, почему наше ухо способно различать отдельные тоны в сложном звуке, например в музыкальном аккорде. Большое значение имеет то, что у нас не одно, а два одинаковых уха. Оценивая с помощью двух ушей силу звука, мы можем определить направление, по которому он до нас доходит.


гда же одно из наших ушей заткнуто, мы не можем точно определить, откуда к нам несутся звуки. Слушая двумя ушами, мы всегда можем повернуть голову так, что будем смотреть в направлении источника звука (рис. 111).
Но это не всегда просто сделать. Если звук раздается в месте, одинаково отстоящем от обоих ушей, направление источника звука может быть определено ошибочно.
В этом случае полезно не поворачивать сразу лица на шорох или звук, а, напротив, отвернуть его в сторону, направить на него таким образом одно из ушей. И по разности громкости звука в правом и левом ухе мы легко определим направление, откуда
раздается звук. Мы иногда инстинктивно и делаем это, когда прислушиваемся.

Источник: scicenter.online

Где обитают киты

Касательно место обитания китов, то это все океаны, начиная от Тихого и заканчивая Антарктикой. Ведь благодаря толстой подкожной жировой прослойке эти животные могут выдержать низкие температуры. 8

Это только вершина айсберга того, что мы знаем о китах. Ведь, несмотря на все усилия и открытия учёных, кит является ценным объектом для исследования.

Источник: globaltops.ru