超声波是指频率高于20000赫兹的声波,具有较强的穿透能力,在水中传播距离长,应用广泛:可用于测距、测速、清洗、焊接、杀菌消毒等。事情要从小事做起...
一个
公元1783年夏天的一个傍晚,意大利北部的坎迪亚诺镇逐渐平静下来。人们三五成群地散步乘凉。一个精神矍铄的老人提着一个用黑布包着的笼子急匆匆的来到了城北,坐在石凳上眯着眼睛养神。
天黑了,老人脱下笼子的黑布,才看到笼子里有几只小蝙蝠。仔细看,这些蝙蝠没有眼睛——它们显然被捅瞎了!
老人慢慢打开笼门,让精灵们出来。
“哇!”当他看到蝙蝠轻盈而快速地来回飞行,不时发出声音时,他不禁大叫起来。随即,他喃喃自语:“我明明弄瞎了他们的眼睛,他们怎么能飞呢?”哦,我又要去抓蝙蝠了。"
老人带着忧郁的心情,提着空笼子回家了。
老人叫斯帕拉杰。在此之前,他主要从事动物血液循环系统和动物消化生理的研究。近十年来,他一直对蝙蝠非常感兴趣。这得从另一件小事开始...
拉扎罗·斯帕拉肖像
2
那也是一个夏夜。斯帕拉杰从意大利教堂做完祷告,走回艾米利亚耶稣神学院解剖一条大蚯蚓。当时,他不仅是一名科学家,也是当地著名的牧师。教会的财政支持保证了科学研究的顺利进行。
当斯帕拉杰穿过一条黑暗的涵洞时,他突然被不远处飞出的一团黑色的东西吓了一跳。当他仔细看时,他意识到那是一只蝙蝠。他本能地用钱包打它,不想让蝙蝠灵巧地躲开。
“这家伙眼睛这么亮,晚上还能自由飞翔,躲开我的打击?”一个大胆的想法冒了出来,“如果蝙蝠的眼睛是瞎的,它能在夜里自由地游泳吗空?”会不会被血淋淋的头撞?"
蝙蝠捕食夜蛾子,它们张开的嘴看起来杀气腾腾
这个想法对他来说不是突发奇想。其实几年前,斯帕拉杰就开始研究翼手目的飞翼了。他当时天真地想,如果人的四肢都覆盖着翼膜,岂不是会飞?翼手目是蝙蝠的总称。它们是仅次于啮齿动物的第二大哺乳动物群体,也是唯一一种具有真正飞行能力的哺乳动物。除了极地和海洋的一些岛屿,蝙蝠遍布世界各地,尤其是热带和亚热带地区。经过一段时间的研究,斯帕拉杰已经基本了解了蝙蝠翅膀的进化过程:它的翅膀是由细长的爪子之间相连的皮肤组成的。因为他关于蝙蝠翼膜的论文没有引起法国科学界的注意,也因为他研究了其他动物,所以对蝙蝠的进一步研究就没有了。
“我想知道蝙蝠晚上是怎么飞的。”斯帕拉杰想起了未竟的事业,下定了决心。但是,他的“爱好”太广泛了,他没有时间去关注这个看起来不可爱,甚至有点吓人的动物。
所以有一个剧情,前文斯·帕拉耶回到家乡抓蝙蝠,刺在眼睛上,晚上再放回去空。
三
据说斯帕拉杰在斯坎迪亚诺镇的实验失败后,受朋友委托专注研究蚯蚓。几年后,他想起了最初的实验,然后回去研究蝙蝠。
斯帕拉抓了几只蝙蝠,先塞住它们的鼻子,然后割下它们的舌头,最后均匀地涂上颜色。在普通人看来,这可能是残酷的,但作为一名科学家,以少量蝙蝠为实验动物,探索它们飞行的奥秘,斯帕拉杰确实采取了严肃而谨慎的科学态度。
而斯帕拉杰的一系列“挡飞”动作却毫无效果,蝙蝠依然在黑夜里轻快自由地飞翔空。
准备捕猎的蝙蝠
“现在只剩下蝙蝠的耳朵了。你能用耳朵看东西吗?”斯帕拉杰想放弃。他第一次接触蝙蝠已经十多年了。想了想,他终于决定再试一次;如果没有结果,就再也不要碰蝙蝠!
他用一块细布塞住蝙蝠的耳朵,然后选择在黑夜里让它们出来。现在蝙蝠倒霉了。他们左右颠簸,很快就从夜色中掉了下来空。斯帕拉杰突然意识到,蝙蝠夜间飞行不是靠视觉,而是靠听觉来确定方向,观察目标,捕捉食物!
四
由于种种原因,斯帕拉杰只发现了蝙蝠夜间飞行靠听觉确定方向的秘密,并没有从根本上回答“为什么”。然而,这足以引起科学界的注意。跟随斯帕拉杰的脚步,他们终于揭开了蝙蝠夜间飞行和捕捉昆虫的奥秘:原来蝙蝠能发出一种超声波,一碰到物体就迅速折回;蝙蝠的耳朵可以接收这种波,它们会知道物体的具体位置。科学家的进一步研究表明,蝙蝠可以听到频率高达300千赫/秒的声音,而人类通常听到14千赫/秒以下的声音。
蝙蝠依靠超声波在夜间飞行
人类真正应用超声波已经是20世纪初的事情了。科学家在物理学中发现了压电效应和反压电效应,从而解决了利用电子技术产生超声波的问题。从此,超声波技术发展和普及的历史篇章正式拉开。1922年,德国出现了超声波治疗的第一个发明专利。目前,超声波广泛应用于医学、军事、工业、农业等领域。尤其在医疗行业,医疗器械的清洗、消毒、灭菌、实验室器皿的清洗都有超声波的功劳。所以,当我们走进医院的时候,让我们感谢与蝙蝠“比拼”了十几年的科学家斯帕拉杰。
超声波的广泛应用
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拉扎罗·斯帕拉杰,意大利著名博物学家、生理学家和实验生理学家,出生于意大利坎迪亚诺。对动物血液循环系统、动物消化生理等进行了深入研究。他的蝙蝠实验为“超声波”的研究提供了理论基础。研究成果主要收录在《动物再生简述》和《陆生蜗牛头部再生实验结果》两本书里。
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