Rola fal dzwiekowych w przyrodzie

Rola fal dzwiekowych w przyrodzie


Do ucha ludzkiego docierają nie tylko pojedyncze, spokojne, ciche dźwięki, lecz wiele bezładnie zmieszanych dźwięków o różnych częstotliwościach – narzekamy wówczas na hałas. Życie we współczesnym zmotoryzowanym i zmechanizowanym świecie naraża człowieka na duży hałas. Środki transportu, maszyny i najnowsze urządzenia nagłaśniające zamieniają ogromne ilości energii na energię akustyczną. Na hałas narażeni są ludzie w pracy, domu na ulicy, zwłaszcza ci, którzy korzystają z różnego rodzaju środków lokomocji. Podróż samochodem, pociągiem itp. Powoduje bardzo często apatię, uczucie zmęczenia, brak chęci do wykonywania różnych czynności. Jednocześnie u innych wywołuje stan podenerwowania, podniecenia, rozdrażnienia, a czasem nawet agresję. Hałas komunikacyjny jest jednym z najbardziej uciążliwych źródeł hałasu

Co potrafią uszy zwierząt?

Długopłetwce słyszą podwodne pieśni miłosne swoich rywali z odległości 20 km, a w wodach głębokich tylko z odległości kilkuset metrów. Ich echo uwielokrotnia się, odbijając się od dna i powierzchni niczym we wnętrzu katedry. Ryk samców bizonów słychać w promieniu 6 km. Lwy słyszą swoje groźne pomruki na stepie z oddaleni9a 2,5 km, a krokodyle z odległości 1,5 km. Tymczasem słowiki mogą się porozumiewać swoimi głosami jedynie w promieniu 150 m, a brzęczenie komarów słyszalne jest tak dla nich, jak i dla człowieka, zaledwie w promieniu 3 m.
Z kolei strzyżyk potrafi wyśpiewać w przeciągu 7 sekund 130 nut. Gdy odtwarza się jego śpiew z magnetofonu w tempie zwolnionym dwudziestokrotnie, to wówczas ucho ludzkie odbiera miłe melodie. Takimi też słyszy je bez wątpienia sam ptak. Dla nas jednak normalny jego śpiew nie jest przyjemny, ponieważ poszczególne dźwięki zlewają się w uchu.
Natomiast ośmiornice i kałamarnice są absolutnie głuche. Przyczyna: polują na nie walenie zębowce, które ogłuszają swoje ofiary rozrywającym tkanki ostrym dźwiękiem. Uszy nawet oddalonych i bezpiecznych kałamarnic uległyby szybko zniszczeniu. Dlatego też natura w ogóle je w nie nie wyposażyła.


Ultradźwięki i infradźwięki.

Drgania o wyższych częstotliwościach nazywane są ultradźwiękami, a o niższych – infradźwiękami. Człowiek narażony na działanie ultradźwięków i infradźwięków, których nie słyszy, nie może przeciwdziałać zagrożeniu, jakie stwarzają one dla organizmu.
INFRADŹWIĘKI mają ujemny wpływ na wykonywanie prostych czynności, powodują wydłużenie się czasu reakcji, działają na człowieka przygnębiająco. Bardzo często reakcje i zachowania ludzi po „usłyszeniu tych dźwięków są podobne do reakcji i zachowań po spożyciu alkoholu. W związku z taką szkodliwością oddziaływania infradźwięki mają mało zastosowań technicznych.
ULTRADŹWIĘKI Wzrost temperatury ciała jest skutkiem działania ultradźwięków na człowieka. Może to doprowadzić nawet do rozerwania tkanek czy komórek.
Zmysł ultradźwięku u zwierząt

Czy zwierzęta słyszą to, co niesłyszalne?
Dajmy przykład: W ciemnościach nocy mama fretka opuściła swoje dzieci, aby ściągnąć pokarm z dużej odległości. Nagle przeszył ją dreszcz. Błyskawicznie rzuciła się z powrotem do legowiska i przybyła tam akurat na czas, aby odpędzić szczura, który miał zamiar pożreć jej maleństwa. W jaki sposób przebywająca w oddaleniu i w ciemnościach matka zorientować się mogła, że jej potomstwu zagraża niebezpieczeństwo? Dzięki specjalnemu mikrofonowi z przetwornikiem dźwięku. Małe fretki zaalarmowały matkę przy pomocy niesłyszalnych dla człowieka wysokich dźwięków o wartości powyżej 16 kHz, które określa się mianem ultradźwięków. Także żyjący afrykańskich pustyniach ryjoskoczek słyszy nierejestrowalny dla ludzkiego ucha szelest pełznącego po piasku węża czy też „bezdźwięczny” łopot skrzydeł afrykańskiego puchacza.
Jakie zwierzęta słyszą ultradźwięki?
Jeżeli dwa szczury wędrowne kłócą się „bezgłośnie” między sobą, to w rzeczywistości obrzucają się piskami ultradźwiękowymi o wartości 25 kHz, aby uchronić się przed pogryzieniem przez zwycięzcę.
Przy pomocy technicznych nadajników ultradźwiękowych można przepędzić z obejścia domu i z ogrodu szczury, myszy, krety, kuny i popielice, tylko że przepędzi się tym samym także psy i koty, które również słyszą w tych częstotliwościach.
Gwizdek do przywoływania psów brzmi dla ludzkiego ucha dosyć cicho. Jednak przy pomocy o wiele głośniejszej skali ultradźwiękowej gwizdka można przywołać zwierzę z odległości kilkuset metrów. Także i koty są w stanie podsłuchiwać „tajne nadajniki” myszy. Na początku lat 80 – tych sowieci podłożyli w moskiewskiej ambasadzie Królestwa Holandii mikrofony podsłuchowe pracujące przy pomocy ultradźwięków. Odkryte zostały one przez koty syjamskie ambasadora, które najwidoczniej przypuszczały, że pod dywanem schowały się myszy!
Jak pracują uszy ultradźwiękowe?
Zdumiewająco wielka liczba zwierząt słyszy ultradźwięki. Pod względem techniczno – odbiorczym nie stanowi to żadnego problemu. Receptory nerwowe w uchu wewnętrznym tych zwierząt wrażliwe są po prostu na dźwięki o wysokości ponad dostępną nam skalę. Wielką trudność przedstawiało jednak w 1985 roku dla badaczy rozwiązanie problemu wytwarzania ultradźwięków, i to u tych mianowicie zwierząt, które nie tylko słyszą ultrawysokie dźwięki, ale mogą je właśnie same wysyłać, aby orientować się następnie wedle ich echa. Dotyczy to nietoperzy, delfinów i pozostałych waleni. Być może niektórzy badacze rozwiązali już ten problem, ale rezultaty ich badań podlegają na razie tajemnicy wojskowej.

Zastosowanie ultradźwięków

Ultradźwięki wykorzystywane są w urządzeniach echolokacyjnych, ale nie tyko. Wykorzystywane są również do poszukiwania ławic ryb, mierzenia głębokości i badania dna morskiego, dzięki urządzeniu echolokacyjnemu zwanego sonarem. Komputery mogą przetworzyć sygnały echolokacyjne w obraz na ekranie.
Inżynierowie mogą stwierdzić, czy nie ma wad lub pęknięć w metalowych elementach konstrukcyjnych samolotów, mostów itp. posługując się podobnymi urządzeniami. Właśnie ta metoda badania ciał stałych, wykorzystująca echo fali akustycznej, nosi nazwę defektroskopii ultradźwiękowej.
Również w medycynie stosuje się ultradźwięki. Np. w skanowaniu ultradźwiękowym ciała ludzkiego przy wykorzystaniu urządzeń zwanych ultrasonografami (USG). Ultradźwięki w różny sposób odbijają kości, tłuszcz czy mięśnie. Fale odbite przekształcone są przez komputer w impulsy elektryczne tworzące obraz na ekranie. W ten sposób można zbadać np. dziecko znajdujące się w łonie matki.

Podsumowanie

Fale dźwiękowe mają bardzo dużą rolę w przyrodzie. Największy wpływ mają jednak na ludzi i zwierzęta. Ludziom – fale dźwiękowe bardzo potrzebne są w życiu codziennym. Jednak nie mają tylko cech dodatnich. Nadmierny hałas może doprowadzić do poważnych uszkodzeń słuchu, a nawet do jego utraty. Zwalczanie hałasu jest jednym z zadań współczesnej ekologii. Dlatego tak ważne jest eliminowanie źródeł hałasu i odizolowanie miejsc przebywania ludzi od dźwięków uciążliwych, męczących lub szkodliwych. W tych celach podejmuje się wiele działań. Np. ekranów dźwiękochłonnych, konstrukcji urządzeń pracujących ciszej. Jednak największą rolę w tłumieniu hałasu spełnia zieleń, ponieważ rośliny pochłaniają hałas.
A zwierzęta? Zwierzętom fale dźwiękowe pomagają – tak jak człowiekowi – w życiu codziennym. Do ochrony młodych, do polowań itp.