夜間飛行的秘密

在小學(xué)《語(yǔ)文》四年級(jí)（上冊(cè)）中，有一篇課文叫《夜間飛行的秘密》。文章的一開(kāi)始就向小朋友們提出了一個(gè)問(wèn)題：

在漆黑的夜里，飛機(jī)是怎么做到安全飛行的呢？

與飛機(jī)相似的是，蝙蝠也能在夜里飛行。為了弄清楚這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家們做了三次實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，蝙蝠能在夜里飛行，靠的不是眼睛，而是靠嘴和耳朵配合來(lái)探路的。后來(lái)，科學(xué)家們經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，發(fā)現(xiàn)了蝙蝠嘴里發(fā)出的超聲波是其能在夜間飛行的秘密。

超聲波是什么呢？超聲波是一種聲音，也是由振動(dòng)產(chǎn)生的。它像是聲音的“超級(jí)大聲”版本，但它的頻率比我們平常聽(tīng)到的聲音要高得多，我們的耳朵聽(tīng)不到。

除了蝙蝠能夠利用超聲波探路，還有哪些動(dòng)物可以發(fā)出超聲波呢？

海豚是海洋哺乳動(dòng)物中的“聲吶大師”，它們通過(guò)發(fā)出超聲波來(lái)探測(cè)周?chē)h(huán)境和進(jìn)行交流；一些鯨魚(yú)，尤其是齒鯨類(lèi)（如抹香鯨、領(lǐng)航鯨），也可以利用超聲波進(jìn)行回聲定位，抹香鯨能夠在極其黑暗的環(huán)境中利用超聲波捕獵深海的烏賊；一些生活在激流中的青蛙，也會(huì)利用超聲波進(jìn)行交流，這些青蛙發(fā)出高頻聲音，以避免它們的叫聲被快速流動(dòng)的水聲淹沒(méi)。

動(dòng)物們發(fā)出的超聲波傳播出去后可以反射回來(lái)，被發(fā)出超聲波的物體接收到。就像小朋友們把彈力球扔到地上，球接觸到地面后再?gòu)椈氐轿覀兊氖种幸粯印?/p>

既然如此，那么，人發(fā)出的聲音能不能被反彈？

相信你們這個(gè)時(shí)候一定想到了回聲。當(dāng)你站在大山前，對(duì)著它大喊“你好”，你會(huì)聽(tīng)到“你好”的聲音從遠(yuǎn)處返回，這就是回聲。雖然我們現(xiàn)在不能馬上去大山里大聲呼喊，來(lái)驗(yàn)證聲音是否會(huì)被反射回來(lái)，但是我們可以做下面這個(gè)簡(jiǎn)單的小實(shí)驗(yàn)：

找一個(gè)比自己的頭大一點(diǎn)的盆，把它對(duì)著自己，然后發(fā)出“啊”的聲音。接著，慢慢把盆靠近自己。注意聽(tīng)一聽(tīng)，當(dāng)盆靠近嘴巴時(shí)，聲音是不是變大了呢？原來(lái)，我們發(fā)出的聲音也會(huì)被反射回來(lái)！

在一檔綜藝節(jié)目中，一位盲人鋼琴調(diào)音師竟然能辨別真假小朋友，你們知道她是怎么做到的嗎？原來(lái)，天生的缺陷讓她練就了一種“獨(dú)門(mén)絕技”：她可以通過(guò)不斷彈舌和拍手等動(dòng)作發(fā)出聲音，根據(jù)回聲判斷前面的人是真的小朋友還是假的模特。

既然人類(lèi)的聲音也能被反射回來(lái)，那為什么不用人類(lèi)的聲音進(jìn)行回聲定位，而要用超聲波呢？其實(shí)，這和聲音的波長(zhǎng)有關(guān)。超聲波的波長(zhǎng)非常短，就像一根細(xì)細(xì)的繩子，能夠繞過(guò)小物體之間的縫隙，精確地測(cè)量出物體的距離和形狀。這樣，它能“看”得非常清楚，幫助我們更準(zhǔn)確地定位。而人類(lèi)的聲音波長(zhǎng)比較長(zhǎng)，就像一根粗繩子，當(dāng)用它來(lái)探測(cè)時(shí)，聲音會(huì)分散開(kāi)，無(wú)法精確地判斷周?chē)沫h(huán)境。

除此之外，超聲波還是一種高頻聲音，頻率比我們平常說(shuō)話的聲音要高得多，已經(jīng)超出了我們耳朵能聽(tīng)到的范圍。因此，當(dāng)動(dòng)物們用超聲波探路或者尋找食物時(shí)，能夠悄悄地在夜晚或水下行動(dòng)，不會(huì)吵到其他動(dòng)物或人類(lèi)。

小朋友們，你們知道嗎？雖然我們聽(tīng)不到超聲波，但它在我們的生活中幫助了很多人。讓我們來(lái)看看人類(lèi)是怎么利用超聲波的吧——

①醫(yī)生會(huì)使用超聲波給我們身體里面的器官“照相”，這叫做超聲波檢查。超聲波就像一臺(tái)神奇的“照相機(jī)”，能拍出我們看不到的人體內(nèi)部器官。

②在海洋中，超聲波能幫助潛艇“看”清周?chē)沫h(huán)境。潛艇通過(guò)發(fā)出超聲波判斷附近是否有其他潛艇、船只或者水下障礙物，這種技術(shù)叫做聲吶。聲吶就像潛艇的“耳朵”，幫助它們?cè)诳床灰?jiàn)的水下航行。

③在一些特殊的無(wú)人機(jī)上，超聲波可以幫助它們?cè)诘涂诊w行時(shí)測(cè)量與地面的距離，避免撞上障礙物。這就像無(wú)人機(jī)的“眼睛”，讓它們?cè)趶?fù)雜的地形中飛得更安全、更靈活。

小朋友們，現(xiàn)在，你們知道了飛機(jī)夜間飛行的秘密，那么，還有什么正在悄悄利用超聲波來(lái)完成不可思議的任務(wù)呢？和小伙伴一起繼續(xù)探索下去吧！

左文飛，江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)東龍實(shí)驗(yàn)小學(xué)科學(xué)教師。正高級(jí)教師。江蘇省教學(xué)名師，江蘇省十佳優(yōu)秀科技輔導(dǎo)員，全國(guó)模范教師，常州市名教師工作室領(lǐng)銜人。