蝙蝠与测速仪

蝙蝠是利用超声波的高手，它长有一双眼睛，视觉很差，被认为是动物界的“盲人”。为了研究蝙蝠如何在黑暗的夜晚捕食昆虫，17世纪末，意大利科学家将蝙蝠和猫头鹰一起放在完全黑暗的密室里。研究发现，蝙蝠能轻易地分辨方位、躲避障碍物，而猫头鹰会撞上障碍物。后来科学家通过实验发现，如果将蝙蝠的耳朵堵住，它就会丧失方向感，不能躲避障碍物。

直到1930年，哈佛大学的一位大学生才利用仪器探测到蝙蝠发出的是超声波，从而揭开了蝙蝠捕食之谜。原来，黑暗中飞行的蝙蝠通过鼻腔每秒发射10-20次超声波，这种声波可以探索到很小的障碍物，声波遇到障碍物后便会发生反射。蝙蝠根据接受到反射回来声音的方向和时间间隔，就能了解周围环境，辨别位置和捕食昆虫。这种利用声波在传播过程中有反射现象的原理探测物体方位和距离的方式叫回声定位。

科学家受到回声定位的启发，发明了超声波测速仪。图甲是公路上用超声波测速仪测量车速的示意图，测速仪每隔一定的时间发射一次超声波，显示屏上能显示发出和接收到的超声波信号，并能读出两个信号的时间差，从而测出被测物体的位置和速度。如果发出的超声波遇不到反射物，显示屏上只显示发出的超声波，如图乙中的P₁、P₂所示；如果测速仪正前方有一辆汽车，测速仪将接收到汽车反射回来的超声波，P₁、P₂的反射波n₁、n₂ ， 如图丙所示。