A. M. Reiman,
, IAP RAS, ნიჟნი ნოვგოროდი

რისი გაკეთება შეუძლია ულტრაბგერას?

შესავალი და ფონი

დავიწყოთ განმარტებით: „ულტრაბგერა (აშშ) არის ელასტიური ვიბრაციები და ტალღები, რომელთა სიხშირე აღემატება 15–20 kHz-ს. ულტრაბგერითი სიხშირეების ზედა ზღვარი განპირობებულია ელასტიური ტალღების ფიზიკური ბუნებით და აღწევს 1 გჰც-ს. ამ მოკლე განმარტების მიღმა დგას აკუსტიკის უზარმაზარი სამყარო, რომელიც გასაოცარია სხვადასხვა ფიზიკური ფენომენით, ტექნიკური გადაწყვეტილებების ორიგინალურობით და „გაუგონარი მოსმენის“ შესაძლებლობით.

ბევრი სხვა ფიზიკური ფენომენის მსგავსად, ულტრაბგერითი ტალღები თავიანთ აღმოჩენას ევალება შემთხვევითობას. 1876 ​​წელს ინგლისელი ფიზიკოსი ფრენკ გალტონი,სპეციალური დიზაინის სასტვენების (ჰელმჰოლცის რეზონატორების) მიერ ხმის წარმოქმნის შესწავლისას, რომელიც ახლა მის სახელს ატარებს, მან აღმოაჩინა, რომ კამერის გარკვეულ განზომილებებზე ხმა წყვეტს მოსმენას. შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ხმა უბრალოდ არ ასხივებს, მაგრამ გალტონმა დაასკვნა, რომ ხმა არ ისმის, რადგან მისი სიხშირე ძალიან მაღალი ხდება. ფიზიკური მოსაზრებების გარდა, ამ დასკვნის სასარგებლოდ მოწმობდა ცხოველების (ძირითადად ძაღლების) რეაქცია ასეთი სასტვენის გამოყენებაზე.

გალტონის სასტვენი (ჰელმჰოლცის რეზონატორი)

ცხადია, შესაძლებელია ულტრაბგერის გამოშვება სასტვენების გამოყენებით, მაგრამ არც ისე მოსახერხებელი. სიტუაცია შეიცვალა პიეზოელექტრული ეფექტის აღმოჩენის შემდეგ პიერ კიური 1880 წელს, როდესაც შესაძლებელი გახდა ხმის გამოცემა რეზონატორში ჰაერის ნაკადის გარეშე, მაგრამ პიეზოკრისტალზე ალტერნატიული ელექტრული ძაბვის გამოყენებით. თუმცა, ულტრაბგერის საკმარისად მოსახერხებელი წყაროებისა და მიმღებების გაჩენის მიუხედავად (იგივე პიეზოელექტრული ეფექტი საშუალებას გაძლევთ გარდაქმნათ აკუსტიკური ტალღების ენერგია ელექტრულ ვიბრაციად) და ფიზიკური აკუსტიკა, როგორც მეცნიერება, რომელიც დაკავშირებულია ისეთ სახელებთან, უზარმაზარი წარმატებებით. უილიამ შტრუტი (ლორდ რეილი)ულტრაბგერა განიხილებოდა ძირითადად, როგორც კვლევის ობიექტად, მაგრამ არა გამოსაყენებლად.

ლითონის ბზარის ულტრაბგერითი ტომოგრაფია

ხელის ულტრაბგერითი ტომოგრაფია

შემდეგი ნაბიჯი გადადგა 1912 წელს, როდესაც ტიტანიკის ჩაძირვიდან მხოლოდ ორი თვის შემდეგ, ავსტრიელმა ინჟინერმა ალექსანდრე ბემიშექმნა მსოფლიოში პირველი ექოს ხმა. წარმოიდგინეთ, როგორ შეიცვლება ისტორია! ამ დროიდან დღემდე, ულტრაბგერითი სონარი რჩება შეუცვლელ ინსტრუმენტად ზედაპირული და წყალქვეშა გემებისთვის.

კიდევ ერთი ფუნდამენტური ცვლილება ულტრაბგერითი ტექნოლოგიის განვითარებაში მოხდა 1920-იან წლებში. XX საუკუნე: სსრკ-ში პირველი ექსპერიმენტები ჩატარდა მყარი ლითონის ჟღერადობაზე ულტრაბგერითი მიღებით ნიმუშის მოპირდაპირე კიდეზე და ჩაწერის ტექნიკა შეიქმნა ისე, რომ შესაძლებელი იყო ორგანზომილებიანი ჩრდილოვანი გამოსახულების მიღება. ბზარები მეტალში, რენტგენის მსგავსი (მილის S.A. სოკოლოვი).ასე დაიწყო ულტრაბგერითი ხარვეზის გამოვლენა, რომელიც საშუალებას გაძლევთ „დაინახოთ უხილავი“.

ცხადია, ულტრაბგერის გამოყენება არ შეიძლებოდა შემოიფარგლოს ტექნიკური აპლიკაციებით. 1925 წელს გამოჩენილი ფრანგი ფიზიკოსი პოლ ლანჟევინი,ჩართული იყო ფლოტის აღჭურვით ექოს ხმოვანებით, გამოიკვლია ულტრაბგერითი გავლა ადამიანის რბილ ქსოვილებში და ულტრაბგერითი ტალღების გავლენა ადამიანის სხეულზე. Იგივე S.A. სოკოლოვი 1938 წელს მან მიიღო ადამიანის ხელის პირველი ტომოგრამა "სინათლეში". ხოლო 1955 წელს ბრიტანელი ინჟინრები იან დონალდდა ტომ ბრაუნიაშენდა მსოფლიოში პირველი ულტრაბგერითი ტომოგრაფი, რომელშიც ადამიანი ჩაეფლო წყლის აბაზანაში, ხოლო ექოსკოპიის გამომცემითა და ულტრაბგერითი მიმღებით ოპერატორს კვლევის ობიექტი წრეში უნდა შემოევლო. ისინი პირველებმა გამოიყენეს ადამიანზე ექოლოკაციის პრინციპი და მიიღეს არა გამჭვირვალე, არამედ ამრეკლავი ტომოგრამა.

მომდევნო ორმოცდაათი წელი (პრაქტიკულად დღემდე) შეიძლება დახასიათდეს, როგორც ულტრაბგერის შეღწევის ეპოქა ტექნიკური და სამედიცინო დიაგნოსტიკის ყველა სფეროში და ულტრაბგერითი გამოყენება ტექნოლოგიურ სფეროებში, სადაც ის ხშირად საშუალებას გაძლევთ გააკეთოთ ის, რაც არის. ბუნებაში შეუძლებელია. მაგრამ უფრო მეტი ამაზე.

ექოლოკაცია ტექნოლოგიაში

ექოლოკაციის უმარტივესი ტიპი არის ერთგანზომილებიანი. ძაბვის პულსი გამოიყენება გამოსხივების ელემენტზე (გენერატორზე), რომელიც აგზავნის მოკლე აკუსტიკური პულსს საშუალოში. თუ ხმის ტალღის გზაზე დაბრკოლება შეგხვდებათ (ინტერფეისი სხვადასხვა აკუსტიკური თვისებების მქონე ფენებს შორის, მაგალითად, ლითონის ბზარი), მაშინ სიგნალის ნაწილი აისახება და შეიძლება მიიღოს სენსორის მიერ, რომელიც ყველაზე ხშირად მოთავსებულია იგივე ადგილი, როგორც ემიტერი. სიგნალი გარდაიქმნება ელექტროდ, ძლიერდება და გამოჩნდება ეკრანზე.

ერთგანზომილებიანი ულტრაბგერითი ლოკატორის მუშაობის პრინციპზე

მიღებული პულსის დაყოვნების დროის გაზომვით გამოსხივებულ τ-სთან შედარებით და გარემოში ხმის სიჩქარის ცოდნით გ, თქვენ შეგიძლიათ განსაზღვროთ მანძილი ლრეფლექტორამდე: L=cτ/2. აშკარაა, რომ რეალურ პირობებში აუცილებელია ზომების მიღება, რათა სონარმა არ აჩვენოს სუსტი სამიზნეები, რათა გამოირიცხოს ცრუ განგაში. ამისათვის არსებობს პროცედურები გამოვლენის მგრძნობელობის მინიმალური ზღვრული დონის შესაფასებლად. გარდა ამისა, მიზანშეწონილია შემოვიფარგლოთ გარკვეული ინტერესის სფეროთი ლ, მისგან გამოკლებით ახლო ზონა, სადაც ყოველთვის არის მძლავრი ჩარევები და შორს, სადაც სასარგებლო სიგნალი ამპლიტუდად შედარდება ხმაურთან. თუ ამას დავუმატებთ მიღებული სიგნალის გაძლიერების კონტროლს (და ის შეიძლება დამოკიდებული იყოს დიაპაზონზე სიგნალის შესუსტების კომპენსაციისთვის მანძილით), მივიღებთ უნივერსალურ სონარს, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მცირე ცვალებადობით მრავალი ტექნიკური და პრობლემის გადასაჭრელად. სამედიცინო დიაგნოსტიკა.

ულტრაბგერითი ადგილმდებარეობის პიონერები: ფ.გალტონი, ა.ბემი, ს.ა.სოკოლოვი, ტ.ბრაუნიდა ჯ.დონალდ

ექოლოკაციის ტექნოლოგიაში შეიძლება განვასხვავოთ რამდენიმე დიდი კლასი - დონის ლიანდაგები, სისქის ლიანდაგები, ექო ხმოვანები, ხარვეზების დეტექტორები. ისინი ძირითადად განსხვავდებიან მიღებული აკუსტიკური ინფორმაციის გამოყენების ალგორითმებში, ხოლო თითოეული მათგანის საფუძველი ჯერ კიდევ ზემოთ აღწერილი ერთგანზომილებიანი სონარია. მაგალითად, თუ ულტრაბგერითი ზონდი (რომელიც შეიცავს გამოსხივებასა და მიმღებ ელემენტებს) დახურული ჭურჭლის თხევადი ძირზე დადებთ, შეგიძლიათ გაზომოთ მისი დონე კონტეინერში ჩახედვის გარეშე, რომელიც შეიძლება შეიცავდეს ტოქსიკურ ან აალებადი ნივთიერებას. თუ არ ვიცით ამ სითხის აკუსტიკური თვისებები, შეგვიძლია დავაყენოთ მეორე, ე.წ მხარდაჭერა,ზონდი ამ ავზის გვერდით კედელზე და განსაზღვრავს სითხის დონეს ვერტიკალური და ჰორიზონტალური სიგნალების დაყოვნების დროებთან მიმართებაში. ასეთი დონის მრიცხველის მაგალითია ბუნებრივი აირის სუნიანი (მერკაპტანის) დონის მრიცხველი კონტეინერში, რომელიც ყოველთვის დახურულია და მიწაშიც კი ჩამარხულია.

ულტრაბგერითი მოწყობილობები: დატოვა- ულტრაბგერითი დონის საზომი; ზედა მარჯვენა– ულტრაბგერითი ხარვეზის დეტექტორი მცირე ნაწილების არადესტრუქციული ტესტირებისთვის; ქვემოთ- ულტრაბგერითი სისქის საზომი

ულტრაბგერითი სისქის მრიცხველები გამოიყენება წარმოების დროს ფურცლის (ფოლადი, მინა) სისქის უწყვეტი გაზომვისთვის, ისევე როგორც ობიექტის სისქის, რომელიც ხელმისაწვდომია მხოლოდ ერთი მხრიდან (მაგალითად, კონტეინერის ან მილის კედლის სისქე). . აქ ხშირად უწევთ ძალიან მცირე შეფერხებებთან გამკლავება, ამიტომ გაზომვების სიზუსტის გასაუმჯობესებლად გამოიყენება ექო ხმოვანი ციკლი: პირველი მიღებული ექო სიგნალი დაუყოვნებლივ იწყებს გადამცემს შემდეგი პულსის გამოსაცემად და ა.შ., ხოლო არა დაყოვნების დრო. იზომება, მაგრამ დაწყების სიხშირე.

ექო ხმოვანები, რომელთა განვითარება დაიწყო თითქმის ასი წლის წინ, ახლა გამოიყენება მრავალფეროვან ობიექტებზე, ზედაპირული და წყალქვეშა ხომალდებიდან დაწყებული რეკრეაციული მეთევზეების გასაბერი ნავებით დამთავრებული. კომპიუტერების გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა არა მხოლოდ ქვედა პროფილის ჩვენება ექო ხმოვან ეკრანზე, არამედ ამოიცნო ამრეკლავი ობიექტის ტიპი (თევზი, დრიფტვუდი, სილა და ა.შ.). ექო ხმოვანების დახმარებით შედგენილია თაროების პროფილის რუკები, აღმოაჩინეს ოკეანეში პლანქტონის ფენის სიღრმეში ყოველდღიური რყევები.

სარკინიგზო ულტრაბგერითი ხარვეზის დეტექტორი ADS-02

მკვეთრად დეფექტური სარკინიგზო შესვენების დროს

შესაძლოა, ექოლოკაციის ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოყენება ინჟინერიაში არის კონსტრუქციების (ლითონის, ბეტონის, პლასტმასის) არადესტრუქციული ტესტირება მათში მექანიკური დატვირთვით გამოწვეული დეფექტების გამოსავლენად. უმარტივეს შემთხვევაში ხარვეზის დეტექტორი არის ექო ხმოვანი, რომლის ეკრანზე გამოსახულია ექოგრამა. შემოწმებული პროდუქტის ზედაპირზე ულტრაბგერითი სენსორის გადაადგილებით, შესაძლებელია ბზარების აღმოჩენა. როგორც წესი, ხარვეზის დეტექტორი აღჭურვილია ულტრაბგერითი გადამყვანების კომპლექტით, რომლებიც საშუალებას აძლევს ულტრაბგერით შეიყვანონ მასალაში სხვადასხვა კუთხით, და ხმოვანი განგაშის სიგნალი იმისა, რომ ასახული ექო სიგნალი აჭარბებს ზღურბლს.

ლითონის კონსტრუქციებს შორის არადესტრუქციული ტესტირების ყველაზე მნიშვნელოვანი ობიექტია სარკინიგზო რელსები. ავტომატიზაციის დანერგვაში მნიშვნელოვანი პროგრესის მიუხედავად, ხელით კონტროლი ყველაზე გავრცელებულია რუსეთის რკინიგზაზე. მრავალარხიანი სონარი დამონტაჟებულია ოპერატორის მიერ უბიძგებულ მოსახსნელ ტროლეიბზე. ულტრაბგერითი სენსორები დამონტაჟებულია თხილამურებზე, რომლებიც სრიალებს სარკინიგზო საფეხურზე. აკუსტიკური კონტაქტის უზრუნველსაყოფად, ტროლეიზე დამონტაჟებულია ტანკები საკონტაქტო სითხით (ზაფხულში წყალი, ზამთარში ალკოჰოლი). და ათასობით ოპერატორი დადის ყველა რკინიგზის გასწვრივ, უბიძგებს ურმებს, თოვლში და წვიმაში, სიცხეში და ყინვაში... მოთხოვნები აღჭურვილობის დიზაინზე მაღალია - მოწყობილობები უნდა მუშაობდნენ ტემპერატურის დიაპაზონში -40-დან +50 ° C-მდე. , იყოს მტვრისა და ტენიანობის რეზისტენტული, მუშაობს ბატარეიდან. პირველი შიდა სარკინიგზო ხარვეზის დეტექტორები სსრკ-ში შეიქმნა 50 წლის წინ პროფ. A.K. გურვიჩილენინგრადში. კომპიუტერული ტექნოლოგიის განვითარებამ შესაძლებელი გახადა ბოლო ათწლეულის განმავლობაში შექმნას ავტომატური ხარვეზების დეტექტორები, რომლებიც საშუალებას იძლევა არა მხოლოდ აღმოაჩინონ დეფექტი, არამედ ჩაწერონ გავლილი გზის მთელი ექოგრამა ინფორმაციის სანახავად, შესანახად და შემდგომი ანალიზისთვის. ცენტრები. ერთ-ერთი ასეთი მოწყობილობა - ADS-02 - შეიქმნა ჩვენი IAP RAS-ის თანამშრომლების მიერ კომპანია Meduza-სთან ერთად და მასობრივად აწარმოებს ნიჟნი ნოვგოროდის სახელობის ქარხანას. მ.ფრუნზე. დღეისათვის რუსეთის რკინიგზაზე 300-ზე მეტი მოწყობილობა მუშაობს, რაც ხელს უწყობს რამდენიმე ათასი ე.წ. მწვავე დეფექტები,რომელთაგან თითოეულმა შეიძლება გამოიწვიოს ავარია. 2005 წელს ADS-02 ხარვეზის დეტექტორმა მოიპოვა პირველი ადგილი სან-ფრანცისკოში (აშშ) ჩაშენებული სისტემების შემქმნელთა საერთაშორისო კონკურსზე თანამედროვე კომპიუტერული ტექნოლოგიების გამოყენებისთვის.

სტატია მომზადდა MegaZabor-ის მხარდაჭერით. თუ გადაწყვეტთ შეიძინოთ მაღალი ხარისხის და საიმედო ღობე, რომელიც გაგრძელდება მრავალი წლის განმავლობაში, მაშინ საუკეთესო გამოსავალი იქნება დაუკავშირდით MegaZabor-ს. კომპანია MegaZabor ეწევა სხვადასხვა სიგრძის, სიმაღლისა და დიზაინის სირთულის ღობეების გაყიდვასა და მონტაჟს და უკვე ჩამოყალიბდა, როგორც ხარისხიანი მომსახურების მიმწოდებელი. უფრო დეტალური ინფორმაცია შეგიძლიათ იხილოთ ვებგვერდზე www.Megazabor.Ru.

დაკავშირებული შეტყობინება:

"ECHO, ECHO SUNDER,

ექოლოკაცია"

მე-9 კლასის მოსწავლეთა ნამუშევარი

კოსოგოროვა ანდრეი

სკოლა No8 MO RF

სევასტოპოლი

ECHO(ნიმფა ექოს სახელით ძველ ბერძნულ მითოლოგიაში), დაბრკოლებიდან არეკლილი და დამკვირვებლის მიერ მიღებული ტალღა (აკუსტიკური, ელექტრომაგნიტური და სხვ.). აკუსტიკური ექო შეიძლება დაფიქსირდეს, მაგალითად, როდესაც ხმის იმპულსი (კაკუნი, მოკლე სტაკატო ტირილი და ა.შ.) აირეკლება მაღალ ამრეკლი ზედაპირებიდან. ექო ისმის, თუ მიღებული და გაგზავნილი იმპულსები ერთმანეთისგან განცალკევებულია დროის ინტერვალით t ​​5= 50-60 ms. ექო მრავალჯერადი ხდება, თუ არის რამდენიმე ამრეკლავი ზედაპირი (შენობების ჯგუფთან, მთებში და ა.შ.), საიდანაც ხმა მოდის დამკვირვებელამდე, რომლებიც განსხვავდება t ინტერვალებით 50-60 ms. ჰარმონიული ექო. ხდება მაშინ, როდესაც სიხშირეების ფართო სპექტრის მქონე ხმა მიმოფანტულია დაბრკოლებებით, რომელთა ზომები მცირეა ტალღის სიგრძეებთან შედარებით, რომლებიც ქმნიან სპექტრს. ოთახში, ინდივიდუალური მრავალრიცხოვანი ექო ერწყმის უწყვეტ ექოს, რომელსაც ეწოდება რევერბერაცია. ექო შეიძლება გახდეს სიგნალის წყაროდან ამრეკლავ ობიექტამდე მანძილის გაზომვის საშუალება: r = st/2, სადაც t არის დროის ინტერვალი სიგნალის გაგზავნასა და ექოს დაბრუნებას შორის, ხოლო c არის სიჩქარე. ტალღის გავრცელება გარემოში. ამ პრინციპს ეფუძნება სხვადასხვა ექო აპლიკაცია. აკუსტიკური ექო გამოიყენება სონარში, ასევე ნავიგაციაში, სადაც ექო ხმოვანები გამოიყენება ფსკერის სიღრმის გასაზომად. რადარში გამოიყენება ელექტრომაგნიტური ექო; იონოსფეროდან ასახვით, შესაძლებელს ხდის მოკლე ტალღის რადიო კომუნიკაციის განხორციელება დიდ დისტანციებზე და იონოსფეროს თვისებების შეფასება. ექო-ტალღის პრინციპი იწყებს გამოყენებას კვანტური ოპტიკური გენერატორის მიერ წარმოქმნილი ელექტრომაგნიტური ტალღების ოპტიკურ დიაპაზონში. დედამიწის ქერქში გავრცელებული ელასტიური ტალღები, რომლებიც ირეკლავს სხვადასხვა ქანების შრეებიდან, ქმნის სეისმურ ექოს, რომელიც გამოიყენება მინერალური საბადოების მოსაძებნად. Echo-ს დახმარებით იზომება ჭაბურღილების სიღრმე (ჭების „ექომეტრია“), ავზებში სითხის დონის სიმაღლე (ულტრაბგერითი დონის ლიანდაგები). ექოს მეთოდები ფართოდ გამოიყენება ულტრაბგერითი ხარვეზის გამოვლენაში. აკუსტიკური ექო. ზოგიერთი ცხოველისთვის (ღამურები, დელფინები, ვეშაპები და ა.შ.) იგი ორიენტაციისა და მტაცებლის ძიების საშუალებას ემსახურება (იხ. ხმის მდებარეობა).

ექოლოკაცია(echo-დან და ლათ. locatio - განლაგება) ცხოველებში, არეკლილი, ჩვეულებრივ მაღალი სიხშირის, ხმოვანი სიგნალების გამოსხივება და აღქმა სივრცეში ობიექტების აღმოსაჩენად, აგრეთვე მდებარეობის სამიზნეების თვისებებისა და ზომის შესახებ ინფორმაციის მისაღებად ( მტაცებელი ან დაბრკოლებები). ექო არის ერთ-ერთი გზა ცხოველთა ორიენტაციისთვის სივრცეში. ექო განვითარებულია ღამურებსა და დელფინებში, გვხვდება ღამურებში, ქინძისთავების უამრავ სახეობაში (სელაპებში), ფრინველებში (სალანგანები და სხვა). დელფინებსა და ღამურებში ექო ემყარება ულტრაბგერითი იმპულსების ემისიას 130-200 kHz-მდე სიხშირით, სიგნალის ხანგრძლივობით, როგორც წესი, 0,2-დან 4-5 ms-მდე, ზოგჯერ მეტი. ექოს დახმარებით დელფინებს დახუჭული თვალებითაც კი შეუძლიათ საკვების პოვნა არა მხოლოდ დღის განმავლობაში, არამედ ღამითაც, განსაზღვრონ ფსკერის სიღრმე, სანაპიროს სიახლოვე და წყალქვეშა ობიექტები. ადამიანი აღიქვამს მათ ექოლოკაციულ იმპულსებს, როგორც კარის ჭრიალს, რომელიც ჩართულია ჟანგიანი საკინძებზე. დამახასიათებელია თუ არა ექოლოკაცია ბალე ვეშაპებისთვის, რომლებიც ასხივებენ სიგნალებს მხოლოდ რამდენიმე კილოჰერცის სიხშირით, ჯერ არ არის დაზუსტებული.

დელფინები აგზავნიან ხმის ტალღებს მიმართულებით. ყბაზე და პრემაქსილარულ ძვლებზე დაყრილი ცხიმოვანი ფენა და თავის ქალას ჩაზნექილი წინა ზედაპირი მოქმედებს როგორც ხმის ლინზა და რეფლექტორი: ისინი კონცენტრირებენ საჰაერო ტომრების მიერ გამოსხივებულ სიგნალებს და ხმის სხივის სახით მიმართავენ მდებარე ობიექტს. .

ბნელ გამოქვაბულებში მცხოვრებ ფრინველებში (გუაჯარო და სალანგანები) გამოიყენება სიბნელეში ორიენტაციისთვის; ისინი ასხივებენ დაბალი სიხშირის სიგნალებს 7-4 kHz. დელფინებსა და ღამურებში, ზოგადი ორიენტაციის გარდა, ექო ემსახურება სივრცეების, სამიზნის პოზიციის, ზომის განსაზღვრას და ზოგ შემთხვევაში სამიზნის გარეგნობის ამოცნობას. ზემოხსენებულ ძუძუმწოვრებში ის ხშირად ემსახურება როგორც საკვები ობიექტების პოვნისა და მოპოვების მნიშვნელოვან საშუალებას.

ლიტ .: Airapetyants E. Sh., Konstantinov A. I., Echolocation in nature, 2nd ed., L., 1974. G. N. Simkin. ECHOLOCATION, ხმის ადგილმდებარეობის ერთ-ერთი მეთოდი, რომლის დროსაც მანძილი ობიექტამდე განისაზღვრება ექო სიგნალის დაბრუნების დროით.

ექო ხმოვანი(ექოდან და ლოტიდან), სანავიგაციო მოწყობილობა წყლის ობიექტების სიღრმის ავტომატურად გასაზომად ჰიდროაკუსტიკური ექო სიგნალების გამოყენებით. ჩვეულებრივ, ჭურჭლის ძირში დამონტაჟებულია ვიბრატორი, რომელსაც გენერატორიდან პერიოდულად მიეწოდება ელექტრული იმპულსები, რომლებიც მის მიერ გარდაიქმნება აკუსტიკური, ვერტიკალურად ქვემოთ, შეზღუდული მყარი კუთხით. ფსკერზე ასახული აკუსტიკური იმპულსი მიიღება იმავე ვიბრატორით, რომელიც გარდაქმნის მას ელექტროდ. გაძლიერების შემდეგ, პულსი შედის სიღრმის ინდიკატორში, რომელიც აღნიშნავს დროის ინტერვალს (წმ) პულსის გაგზავნის მომენტიდან იმ მომენტამდე, როდესაც ექო ქვემოდან ბრუნდება და გარდაქმნის მას ვიზუალურ ჩვენებად ან სიღრმის ჩანაწერად h = st/2. m-ში, სადაც ხმის სიჩქარე არის c = 1500 მ/წმ. პულსის ხანგრძლივობაა 0,05-დან 20 ms-მდე, შევსების სიხშირით 10-დან 200 kHz-მდე. მოკლე ხანგრძლივობები და მაღალი სიხშირეები გამოიყენება არაღრმა სიღრმეების გაზომვისას, გრძელი ხანგრძლივობები და დაბალი სიხშირეები გამოიყენება დიდი სიღრმეების გაზომვისას. ვიბრატორი შეიძლება იყოს მაგნიტოსტრიქტორული ან პიეზოკერამიკული გადამყვანი. სიღრმის ინდიკატორებად გამოიყენება მოციმციმე ინდიკატორები ექო სიგნალის მიღების მომენტში მოციმციმე მბრუნავი ნეონის შუქით; მაჩვენებლები, ელექტრონული სხივი და ციფრული ინდიკატორები, აგრეთვე ჩამწერები, რომლებიც აღრიცხავენ გაზომილ სიღრმეებს მოძრავი ქაღალდის ფირზე ელექტროთერმული ან ელექტროქიმიური მეთოდით. ექო ხმოვანები იწარმოება სხვადასხვა სიღრმის ინტერვალებისთვის, 0.1-დან 12000 მ-მდე და მუშაობს გემის 30 კვანძამდე (55 კმ/სთ) და კიდევ უფრო მეტი სიჩქარით. სონარის შეცდომა 1%-დან პროცენტის მეასედამდე. ექოს ხმა ასევე გამოიყენება თევზის სკოლების, წყალქვეშა ნავების მოსაძებნად, ხმის გაფანტული ფენების შესასწავლად, ნიადაგის ტიპის დასადგენად, ქვედა ნალექების სტრატიფიკაციისთვის და სხვა ჰიდროაკუსტიკური გაზომვების მიზნით. 1958 წელს წყნარი ოკეანის დასავლეთ ნაწილში მარიინსკის დეპრესიაში მსოფლიო ოკეანის მაქსიმალური სიღრმე (11022 მ) აღმოაჩინა და ზუსტად გაზომა ექო ხმოვანმა საბჭოთა ხომალდ Vityaz-ზე. რამდენიმე ადამიანს გაუჩნდა იდეა ექო-სმენის დამოუკიდებლად და თითქმის ერთდროულად: გერმანელი ინჟინერი ა.ბემი დანციგიდან (გდანსკი), ამერიკელი ინჟინერი რ.ა.ფესენდენი, ფრანგი ფიზიკოსი პ.ლანჟევინი და ინჟინერი კონსტანტინე ვასილიევიჩ შილოვსკი (1880-1952) რიაზანი, რომელიც მუშაობდა საფრანგეთში. ლანჟევინმა და შილოვსკიმ ასევე შექმნეს პირველი სონარი

იხილეთ ჰიდროაკუსტიკა.

ლიტ .: Fedorov I. I., ნავიგაციის ექო ხმოვანები, M.-L., 1948; მისი, Echo sounders და სხვა ჰიდროაკუსტიკური საშუალებები, L., 1960; ტოლმაჩოვი დ., ფედოროვი ი., ნავიგაციის ექო ხმოვანები, "ტექნიკა და იარაღი", 1977, No 1. ი.ი. ფედოროვი.

ექოენცეფალოგრაფია(ექო და ენცეფალოგრაფიიდან), ულტრაბგერითი ენცეფალოგრაფია, ულტრაბგერითი გამოყენებით ტვინის შესწავლის მეთოდი. იგი ეფუძნება ულტრაბგერის თვისებას, რომელიც აისახება სხვადასხვა სიმკვრივის მედიის (ტვინის სტრუქტურული წარმონაქმნები) საზღვრებიდან. მთავარი დიაგნოსტიკური კრიტერიუმი (1955-56 წლებში შემოგვთავაზა შვედმა ექიმმა ლ. ლეკსელმა) არის მედიანური ექოს, ანუ M-echo (M - გვიან ლათინურიდან te-dialis - მედიანა) გადახრა, რომელიც წარმოადგენს ულტრაბგერის ანარეკლს. თავის ტვინის მედიანური სტრუქტურებიდან (ფიჭვის ჯირკვალი, 3 პარკუჭი, ძგიდის ძგიდე, ნახევარსფეროთაშორისი ნაპრალი). ჩვეულებრივ, M-echo, დაფიქსირებული, როგორც პიკი ულტრაბგერითი ენცეფალოგრამაზე, ემთხვევა თავის შუა ხაზს. ქალასშიდა სიმსივნის, სისხლდენის, აბსცესის და სხვა პათოლოგიური წარმონაქმნების არსებობისას M-ექო გადაინაცვლებს ჯანსაღი ნახევარსფეროსკენ (იხ. ნახ.). ასევე შემოთავაზებულია სხვა დიაგნოსტიკური კრიტერიუმები: ჰიდროცეფალიაში მე-3 პარკუჭის გვერდითი კედლებიდან ექო სიგნალებს შორის მანძილის გაზრდა; M-ექოს შედეგად მიღებული გადაადგილების შედარებით სწრაფი ნორმალიზება საძილე არტერიის მწვავე ობსტრუქციის დროს და ა.შ. ექოენცეფალოგრაფიაში გამოიყენება სპეციალური ულტრაბგერითი ენცეფალოგრაფები, რომლებიც ასახულ ულტრაბგერით სიგნალებს ელექტრო იმპულსებად გარდაქმნიან. ეს პულსები გრაფიკულად აისახება მოწყობილობის ეკრანზე და გადაღებულია.

ლიტ.: კლინიკური ექოენცეფალოგრაფია, მ., 1973; L e ks e 1 1 L., Echo-encephalog“ რაფია. თავის ტრავმის შემდეგ ინტრაკრანიალური გართულებების გამოვლენა, „Acta chirurgica scan“ dinavica“, 1956, ვ. 110, S. 301-315.

ვ.ე.გრეჩკო.

ECHO, კომპოზიციური და საშემსრულებლო ტექნიკა, რომელიც ეფუძნება მუზების გამეორებას. ფრაზები ნაკლები ჟღერადობით იგივე ან სხვა ხმებით, ინსტრუმენტებით.

იგი ძირითადად გამოიყენება საგუნდო, საოპერო, საორკესტრო, კამერულ ინსტრუმენტულ მუსიკაში. ექოს ტექნიკის გამოყენებით ზოგჯერ იქმნება მთელი მუსიკალური პიესები, მაგალითად, ო. ლასოს „ექო“ გუნდისთვის და ამავე სახელწოდების პიესა. ჟ.ს ბახის "ფრანგული უვერტიურადან" კლავესინისთვის. ექოს სახელიც ორგანოს ერთ-ერთი რეგისტრია.

ლიტ .: R e l e and J., Theory of sound, trans. ინგლისურიდან, მე-2 გამოცემა, ტ.2, M., 1955; გრ და ფ ფ და ნ დ., ექო ადამიანთა და ცხოველთა ცხოვრებაში, ტრანს. ინგლისურიდან, მ., 1961 წ.

EcholocationEcholocation (echo და ლათ. locatio -
"პოზიცია") - გზა, დახმარებით
რომლითაც განისაზღვრება ობიექტის პოზიცია
დაბრუნების დაგვიანების დროით
არეკლილი ტალღა. თუ ტალღები არიან
ხმა, მაშინ ეს არის ხმის მდებარეობა, თუ რადიო
- რადარი.

ექოლოკაცია

ექოლოკაციის აღმოჩენა სახელს უკავშირდება
იტალიელი ნატურალისტი ლაზარო
სპალანზანი. მან ყურადღება გაამახვილა
რომ ღამურები თავისუფლად იფრენენ
სრულიად ბნელი ოთახი (სად
უმწეო ბუებიც კი), ტკივილის გარეშე
ნივთები. თავისი გამოცდილებით ის დაბრმავდა
რამდენიმე ცხოველი, თუმცა ამის შემდეგ
დაფრინავდნენ მხედველებთან ერთად.

ექოლოკაცია

სპალანზანის კოლეგა ჯ.
ჟურინმა ჩაატარა კიდევ ერთი ექსპერიმენტი,
რომელშიც ცვილით დაფარა
ღამურის ყურები და
ცხოველები ყველაფერს შეეჯახნენ
ნივთები. აქედან მეცნიერები
დაასკვნა, რომ არასტაბილური
თაგვები ხელმძღვანელობენ
მოსმენა. თუმცა, ეს იდეა იყო
დასცინოდნენ თანამედროვეებს
რადგან მეტი არაფერი
ამის თქმა შეუძლებელი იყო
მოკლე ულტრაბგერითი
იმ დროს ჯერ კიდევ იყო სიგნალები
შეუძლებელია
გაასწორონ.

ექოლოკაცია

პირველად აქტიური ხმის იდეა
მდებარეობა ღამურებში გამოიხატა
1912 H. Maxim. მან ივარაუდა, რომ
ღამურები ქმნიან დაბალ სიხშირეს
ფრთების დარტყმის ექოლოკაციის სიგნალები
15 ჰც სიხშირით.

ექოლოკაცია ცხოველებში

ცხოველები იყენებენ ექოლოკაციას
ორიენტაცია სივრცეში და ამისთვის
ობიექტის ადგილმდებარეობა
გარშემო, ძირითადად გავლით
მაღალი სიხშირის ხმის სიგნალები.
ყველაზე მეტად განვითარებულია ღამურებში და
დელფინები, ასევე გამოიყენება
შვრები, რამდენიმე წვეტიანი სახეობა (სელაპები),
ფრინველები (გუაჯარო, სალანგანები და სხვ.).

ექოლოკაცია ადამიანებში

არა მხოლოდ ხმებით ნავიგაცია შეგიძლიათ
ღამურები და დელფინები, არამედ ზოგიერთი ადამიანი.
ექოლოკაცია ადამიანებში დიდი ხნის წინ აღმოაჩინეს - ქ
1950-იანი წლები ხალხი ჩვეულებრივ იყენებს მას
ბრმა თითქმის დაბადებიდან. უმეტესობა
კაცი-ღამურის ცნობილი მაგალითია
დანიელ კიში. სიმსივნის გამო მხედველობა დაკარგა
ბადურა, ის ჯერ კიდევ პატარა ბიჭია
მიხვდა, რომ მას შეეძლო დაედგინა სიმაღლე
ადის ხის ტოტზე, ბგერებიდან ექოს უსმენს
დაწკაპუნებები, რომლებსაც ის აკეთებს ენის დახმარებით.
ახლა მან იცის, რამდენად შორს არა მხოლოდ ასვლა
ხეები, არამედ, მაგალითად, გასეირნება
ველოსიპედი, იგივე ტექნიკის გამოყენებით
"ადამიანის ექოლოკაცია".

ექოლოკაცია ტექნოლოგიაში

ექოლოკაცია ასევე გამოიყენება ტექნოლოგიაში.
ექოლოკაციის ტექნოლოგიაში რამდენიმე დიდი
კლასები - დონის ლიანდაგები, სისქის ლიანდაგები, ექო საზომები, ხარვეზების დეტექტორები.
ექოლოკაციაზე დაფუძნებული ადამიანები ქმნიან საზომ მოწყობილობებს
ბუნებრივი აირის სუნიანი დონე, სისქის მზომი
გამოიყენება ფურცლის სისქის უწყვეტი გაზომვისთვის და
ბევრი სხვა.

• წაიკითხეთ: ცხოველთა კომუნიკაცია და ენა
• დაწვრილებით: ჭორები. სმენის ანალიზატორი

ექოლოკაციის არსი

სიტყვა „ლოკაცია“ ნიშნავს ობიექტების ადგილმდებარეობის განსაზღვრას, მათი კოორდინატების და მოძრაობის პარამეტრებს. ველურ ბუნებაში გამოიყენება ადგილმდებარეობის სხვადასხვა ფორმები და მეთოდები. ადამიანებში და ცხოველთა უმეტესობაში, მიმდებარე ობიექტების ადგილმდებარეობის განსაზღვრა ხორციელდება დისტანციური მოქმედების ანალიზატორის სისტემების წყალობით, ძირითადად ვიზუალური და სმენითი, და ეს სისტემები ფუნქციურად მიყვანილია უმაღლეს სრულყოფილებამდე ზოგიერთ ცხოველში. საკმარისია გავიხსენოთ დღეღამური მტაცებელი ფრინველების არაჩვეულებრივი მხედველობის სიმახვილე ან ბუების მიერ მტაცებლის ხმის მიმართულების პოვნის სიზუსტე.

ზოგიერთი ცხოველი ასევე იყენებს სხვა ტიპის ინფორმაციას გარემოს ობიექტების აღმოსაჩენად. მაგ. ცოცხალი არსებები და რეაგირებენ ტემპერატურის სხვაობაზე მეათასედი გრადუსი.

მოყვანილი მაგალითები, მიუხედავად მათი მრავალფეროვნებისა, არის ეგრეთ წოდებული პასიური მდებარეობის სხვადასხვა ვარიანტი, როდესაც ობიექტების აღმოჩენა ხდება მხოლოდ იმ ენერგიის მიღებით, რომელიც უშუალოდ ასხივებს ან ხელახლა ასხივებს თავად ობიექტებს.

შედარებით ცოტა ხნის წინ, ჩანდა, რომ დისტანციური გამოვლენის მეტ-ნაკლებად მგრძნობიარე ორგანოები, როგორც პასიური მდებარეობის საშუალებები, ზღუდავდნენ ველური ბუნების შესაძლებლობებს.

მე-20 საუკუნის დასაწყისშივე. კაცობრიობას უფლება ჰქონდა იამაყოს იმით, რომ მან შექმნა ფუნდამენტურად ახალი, აქტიური ადგილმდებარეობის მეთოდი, რომლის დროსაც ადრე უხილავი სამიზნე დასხივდება ელექტრომაგნიტური ან ულტრაბგერითი ენერგიის ნაკადით და აღმოჩენილია იმავე ენერგიის გამოყენებით, მაგრამ უკვე ასახულია სამიზნე. რადიო და სონარის სადგურებმა - ამ აქტიურმა მდებარეობის მოწყობილობებმა - შეცვალეს სხვადასხვა სახის "სმენები" - პასიური აღმოჩენის მოწყობილობები - და ახლა მიიღეს უზარმაზარი განვითარება ეკონომიკური, სამხედრო და კოსმოსური პრობლემების გადაჭრაში. ამავდროულად, ეჭვგარეშეა, რომ რადარის პრინციპებმა ბიოლოგებს უბიძგა ზოგიერთ ცხოველში სივრცითი ორიენტაციის ფორმების პრობლემის გადაჭრის გზაზე, რაც არ შეიძლება აიხსნას ცნობილი დისტანციური მოქმედების ანალიზატორების ფუნქციონირებით.

ახალი ელექტრონული აღჭურვილობის დახმარებით მტკივნეული კვლევის შედეგად შესაძლებელი გახდა იმის დადგენა, რომ ცხოველთა რიცხვი იყენებს ადგილმდებარეობის აქტიურ მეთოდებს ორი ტიპის ენერგიის გამოყენებით - აკუსტიკური და ელექტრო. ელექტრო მდებარეობას იყენებს ზოგიერთი ტროპიკული თევზი, როგორიცაა ზღვის მირუსი, ან წყლის სპილო, ხოლო აქტიური აკუსტიკური მდებარეობა აღმოჩენილია ხმელეთის და წყლის ხერხემლიანთა რამდენიმე წარმომადგენელში ევოლუციური განვითარების სხვადასხვა დონეზე.

აკუსტიკური მდებარეობა ემსახურება მოცემულ გარემოში გავრცელებულ ხმის ტალღების გამო ობიექტების აღმოჩენის საშუალებას.

რადარის ანალოგიით, განასხვავებენ აკუსტიკური მდებარეობის ორ ფორმას: პასიური, როდესაც გამოვლენა ხორციელდება მხოლოდ იმ ენერგიის მიღებით, რომელიც უშუალოდ გამოიყოფა ან ხელახლა ასხივებს თავად საკვლევ ობიექტებს, და to-t და nu yu-ში. რომელიც ობიექტის ანალიზს ეფუძნება მისი ხმოვანი სიგნალების წინასწარ დასხივებას იმავე ენერგიის შემდგომი აღქმით, მაგრამ უკვე მისგან ასახული. აკუსტიკური მდებარეობის პირველ ფორმას დიდი ხანია მოიხსენიებენ, როგორც სმენას ან სმენის აღქმას და ხმის ვიბრაციას იღებს სმენის ანალიზატორი.

მეორე ფორმას, ანუ აქტიურ აკუსტიკური მდებარეობას, ექოლოკაცია უწოდა ამერიკელმა მეცნიერმა დ.გრიფინმა, რომელმაც პირველად აღმოაჩინა ის ღამურებში. დროთა განმავლობაში ტერმინები "ექოლოკაცია", "აკუსტიკური მდებარეობა" და "აკუსტიკური ორიენტაცია" გარკვეულწილად სინონიმები გახდა და ფართოდ გამოიყენება ბიოლოგიურ ლიტერატურაში ცხოველებში მდებარეობის აქტიური ფორმის აღსაწერად. მართალია, ბოლო წლებში გაკეთდა მცდელობა გამოიყენონ ტერმინები "აკუსტიკური მდებარეობა", "პასიური მდებარეობა" ბუების სმენის სისტემის ფუნქციების აღსანიშნავად, რომლებიც მაღალი სიზუსტით ლოკალიზებენ მათი მტაცებლის მდებარეობას ყურით ღამის ნადირობის დროს. (ილიჩევი, 1970; პეინი, 1971). ამით მათ სურთ ხაზი გაუსვან იმ უზარმაზარ როლს, რომელსაც სმენა თამაშობს ბუების კვების ქცევაში, და შეადარონ ამ ფრინველების ორიენტაციის გზები ღამურებთან, თუმცა ეს შედარება არ არის მართებული, რადგან ეს უკანასკნელი შემდეგზე ავიდა. აკუსტიკური მდებარეობის თვისობრივად ახალი დონე, საკუთარი აკუსტიკური სიგნალების აქტიური სივრცის გამოკვლევით. სანამ ექოლოკაციის მახასიათებლებზე გადავიდეთ, მოკლედ ვისაუბროთ აკუსტიკის სფეროს ძირითად ცნებებსა და განმარტებებზე, რომლებიც აუცილებელია სმენის რეცეპტორული აპარატის ფიზიკური სტიმულის გასაგებად.

ე.შ.აირაპეტიანც ა.ი.კონსტანტინოვი. ექოლოკაცია ბუნებაში. გამომცემლობა „ნაუკა“, ლენინგრადი, 1974 წ

მათ, ვინც ყველა თევზს დუმილსა და სიყრუეს სწირავს, ძალიან ცოტა იციან თევზის ბუნების შესახებ. - კლავდიუს ელიანი

ჩიტებისა და ცხოველების ხმებზე ლაპარაკი ზედმეტია: თითოეულმა ადამიანმა არაერთხელ გაიგონა ისინი ხან სიამოვნებით, ხან წუხილით. მე-13 საუკუნის ორნიტოლოგისა და ზოოლოგის ფ.ჰოჰენშტაუფენის ნაშრომში უკვე იყო საინტერესო ინფორმაცია ზოგიერთი ფრინველის სმენის სისტემის სტრუქტურის შესახებ. ჩვენ მხოლოდ აღვნიშნავთ, რომ ახლა ფრინველების ხმები ზოგჯერ გამოიყენება პრაქტიკული მიზნებისთვის. ასე რომ, ჩიტების თვითმფრინავთან შეჯახების თავიდან ასაცილებლად (რისთვისაც ასეთი შეჯახება შეიძლება ფატალური იყოს), ისინი მძლავრი დინამიკის საშუალებით ავრცელებენ ჩანაწერებს თავად ფრინველების საშინელებათა ყვირილის შესახებ და ეს კივილი აფრთხობს ფრინველებს თვითმფრინავის მარშრუტიდან. . ცნობილია ერთი და იგივე ფრინველის ხმების ფირზე ჩანაწერების გამრავლების გამოცდილება, რათა განდევნოს მწერების ლაშქარი კულტურებიდან ან ბაღებიდან.

სულ სხვა საკითხია - ზღვის მკვიდრთა ხმები. რა თქმა უნდა, ძველი რომაელი მწერლის ელიანის შენიშვნა მათი ხმოვანი კომუნიკაციის შესაძლებლობის შესახებ დავიწყებას მიეცა და დიდმა აკვანავტმა ჟაკ-ივ კუსტომაც კი, რომელიც მანამდე არ იყო დაინტერესებული წყალქვეშა აკუსტიკით, უწოდა თავის ერთ-ერთ პირველ წიგნს სიღრმეების შესახებ. ოკეანის "სიჩუმის სამყარო" (მოგვიანებით მან გამოიყენა უკვე განმარტება "სამყარო მზის გარეშე"). მგრძნობიარე ჰიდროფონებმა და ხმის ანალიზის დახვეწილმა მოწყობილობამ ჩვენს დროში შესაძლებელი გახადა საზღვაო ბიოაკუსტიკას მოკლე დროში დაეწიოს თავის კოლეგებს საჰაერო და ხმელეთის ფაუნის აკუსტიკაში.

ახლა სხვაგვარად ისმება კითხვა: არის თუ არა წყალქვეშა ფაუნის მრავალი წარმომადგენელი, რომელიც არ მიმართავს ხმოვან კომუნიკაციას, რადგან ხმა წყალში გაცილებით უკეთ ვრცელდება, ვიდრე ელექტრომაგნიტური ტალღები.

შესწავლილია წყალქვეშა ცოცხალი არსებების მიერ გამოსხივებული ხმოვანი სიგნალების ბუნება და დანიშნულება. ზოგადად, მათ აქვთ იგივე წარმოშობა და დანიშნულება, რაც ხმელეთის ცოცხალ არსებებს: ისინი არიან მოწოდების, აგრესიის („ბრძოლის ძახილი“), თავდაცვითი სიგნალები. ქვირითობის პერიოდში თევზის ხმოვანი აქტივობა იზრდება. მაგალითად, აზოვის გობი ასრულებს მთელ ქვირითის სიმღერებს. ქვირითის ხმები წააგავს კვნესას, ღრიალს, ღრიალს; ისინი ააქტიურებენ მდედრებს, რომლებიც იწყებენ მოძრაობას ხმის წყაროსკენ.

ამფიბიებში ასეთი რთული სიგნალი გამოვლინდა, როგორც ქალის სიგნალი, რომელიც ქვირითობს და აფრთხილებს მამრს, არ დაკარგოს, ბიოლოგების სიტყვებით, „რეპროდუქციული პოტენციალი“. როგორც ხედავთ, ხმის კომუნიკაცია ამ შემთხვევაში ხელს უწყობს ბუნების ბრძნული კანონის განხორციელებას თითოეული ბიოლოგიური სახეობის შენარჩუნების შესახებ.

გარკვეული ბიოლოგიური ინფორმაცია გადაიცემა ზოგიერთი თევზის მოძრაობის ხმებით; ჭამის დროს ჩნდება წყალქვეშა ხმები, რომლებიც დაკავშირებულია საკვების დაჭერასა და დაფქვასთან. სსრკ-ში გამოქვეყნდა წყალქვეშა სამყაროს სხვადასხვა მაცხოვრებლების მიერ გამოშვებული ბგერების ვრცელი ატლასები.

მკვლევარებს საკმაოდ დიდი დრო დასჭირდათ თევზის სმენის ორგანოს (ან ორგანოთა ჯგუფის) ბუნებისა და ადგილმდებარეობის დასადგენად. ხმის რეცეპტორები ჩვეულებრივ განლაგებულია თევზის თავში, მაგრამ ზოგიერთ თევზში (როგორიცაა ვირთევზა) სმენის აღქმა შესაძლებელია სხეულის ეგრეთ წოდებული გვერდითი ხაზის გამოყენებით. რამდენად ჰგავს 1930-იან წლებში ადამიანის მიერ გემის გვერდებზე შემუშავებული ხმაურის მიმართულების მიმღების სისტემები თევზის გვერდითი რეცეპტორების ხაზს!

აღმოჩენილია ორი სახის სმენის აპარატი: სმენის აპარატი, რომელიც არ უკავშირდება საცურაო ბუშტს და სმენის აპარატი, რომელიც შეიცავს საცურაო ბუშტს. ბუშტი მოქმედებს როგორც რეზონატორი, ხოლო მეორე ტიპის სმენის აპარატის მქონე თევზებს უფრო მგრძნობიარე სმენა აქვთ.
ადამიანებში სმენის მგრძნობელობა სხვადასხვა სიხშირეზე განისაზღვრება საკმაოდ მარტივად. მოცემული სიხშირის ხმის ინტენსივობა ნელ-ნელა იზრდება. გარკვეული ინტენსივობით ადამიანი ამბობს: „მესმის“. ამ სიხშირეზე სმენის ზღურბლის მგრძნობელობა განისაზღვრება. და როგორ მისცემს თევზი სიგნალს, რომ ესმის ეს ხმა? ამერიკელმა მეცნიერებმა, რომლებიც სწავლობდნენ წყალქვეშა ხმას, დაადგინეს მომენტი, როდესაც ზვიგენმა დაიწყო ხმის აღქმა მისი გულის კუნთის რეაქციით. მაქსიმალური იყო ზვიგენის სმენის მგრძნობელობა 20-160 ჰერცის სიხშირის დიაპაზონში და საინტერესოა, რომ ხმის წნევის, ვიბრაციის გადაადგილების და ზვიგენში ნაწილაკების ვიბრაციის სიჩქარის სმენის ზღურბლები გაცილებით დიდამდე იცვლებოდა. ზომით ვიდრე ადამიანებში.

ნამუშევრების დიდი რაოდენობა ეძღვნება დელფინების ხმოვან სიგნალებს. ეს სიგნალები განსაკუთრებით მრავალფეროვანი და სრულყოფილია. ზოგიერთი მკვლევარი ხედავს მსგავსებას დელფინის სიგნალებსა და უძველეს ადამიანურ ენებს შორის. დელფინების ონომატოპეის ფენომენალური უნარი. ამასთან დაკავშირებით, მოსალოდნელია, რომ ერთ დღეს დელფინსა და ადამიანს შორის ცნობიერი დიალოგი დაიწყება.

მკვლელი ვეშაპები და დელფინები სხვადასხვა ზღვიდან, როგორც ჩანს, შეუძლიათ ერთმანეთის გაგება ამა თუ იმ ხარისხით, რაც დასტურდება ასეთი ექსპერიმენტით. ორ მკვლელ ვეშაპს, იქამდე ჩუმად, მიეცა შესაძლებლობა, ესაუბროს ტელეფონზე მთელი საათის განმავლობაში (ჰიდროფონები, რა თქმა უნდა, ხმის მიმღებად და გამომცემად ემსახურებოდნენ). ერთი მკვლელი ვეშაპი ვაშინგტონის შტატის აკვარიუმში იყო, მეორე ვანკუვერში (კანადა). მკვლევარებმა აღნიშნეს, რომ საუბარი ძალიან ცოცხალი იყო.

ბეჭდებს აქვთ არა მხოლოდ ხმის მიბაძვის მაღალი უნარი, არამედ მუსიკის ყური. ექსპერიმენტული ბეჭდების ჯგუფმა მღეროდა ჰებრიდების მკვიდრთა ხალხური სიმღერის ნაწილი. ერთ-ერთმა ბეჭედმა მელოდია მკაფიო კონტრალტოში გაიმეორა.
ზღვის ცოცხალი ხმების შესწავლას დიდად შეუწყო ხელი სხვადასხვა წყალქვეშა სატრანსპორტო საშუალებების ფართო გამოყენებამ. ჩვენს ქვეყანაში საფუძველი ჩაუყარა წყალქვეშა ნავმა Severyanka-მ, რომელმაც სამხედრო ვადა გაიარა და შემდეგ გადაკეთდა ღრმა ზღვის კვლევისთვის. დიდი იყო გემის ეკიპაჟის გაოცება, როდესაც ქაშაყის სკოლაში შეყვანის შემდეგ აღმოაჩინეს, რომ ამ პატარა თევზს შეუძლია საკმაოდ ინტენსიური მაღალი ხმების გამოცემა!

ახალი წყალქვეშა ნავები - ბუქსირებადი, ავტონომიური - ჩაყვინთვის წინა თაობის წყალქვეშა ნავის მიუწვდომელ სიღრმეებში. და აქ ჰიდრონავტები აღმოაჩენენ, სხვათა შორის, ახალ აკუსტიკური მოვლენებს.
ავტორს დიდი ხანია სურდა ამ თემაზე საუბარი M.I.Girs-თან, რომელსაც თავის ანგარიშზე აქვს ყველაზე მეტი ჩაყვინთვის ჩვენს ქვეყანაში სხვადასხვა მანქანებით და მას ჟურნალისტები უწოდებენ "ჰიდრონავტს No1". მაგრამ როგორ უნდა ნახოთ იგი, თუ კანარის კუნძულებზე, სადაც დაივინგის პირობები განსაკუთრებით მოსახერხებელია, ის ხდება, ალბათ, უფრო ხშირად, ვიდრე სახლში, ვასილიევსკის კუნძულზე?

შეხვედრა შედგა. დასაწყისისთვის, მათ გაიხსენეს, თუ როგორ დაეუფლა შვიდი წლის მიშა გირსმა ჩქაროსნული სრიალის ხელოვნებას კულტურისა და დასვენების ცენტრალური პარკის საციგურაო მოედანზე. როგორც ჩანს, ეს სულ ცოტა ხნის წინ იყო, მაგრამ ახლა M. I. Girs არის კაპიტანი-მენტორი, რომელიც სრულყოფილად დაეუფლა ჰიდრონავტიკის ტექნიკას, ასწავლა ღრმა ზღვაში ჩაძირვა ჯერ საკუთარ თავს (რადგან ამ დარგის სპეციალისტები არ გვყავდა), შემდეგ კი - ბევრი სხვა სპეციალისტი - ჰიდრონავტები. მან ათობით სხვადასხვა, ზოგჯერ საშიში ჩაყვინთვა გააკეთა შავ და ხმელთაშუა ზღვებში, ატლანტის ოკეანეში.

საუბარი შეეხო მხოლოდ ერთ საკითხს - აკუსტიკური ტექნოლოგიის გამოყენებას დაივინგისა და კვლევის დროს.
- რა თქმა უნდა, მისი როლი ძალიან დიდია, - თქვა გეარსმა, - შესაძლებელია თევზის სკოლების წარმოშობის ადგილების, მათი მიგრაციის გზების დადგენა. მიუხედავად იმისა, რომ ჰიდროფონის სისტემები, წყალქვეშა მანქანების შედარებით მცირე გადაადგილების გამო, ნაკლებად სრულყოფილია, ვიდრე გემის ხმის მიმართულების მაძიებელი, მგრძნობიარე ჰიდროფონები მაინც ადვილად იღებენ საზღვაო ცხოვრების ხმებს. მკვლელი ვეშაპების მიერ გამოშვებული ხმები ძალიან დამახასიათებელია, მათ ვერაფერში ვერ აგირევთ.
ზღვის მაცხოვრებლების ხმებზე საუბრისას, აქამდე გვქონდა მხედველობაში, უპირველეს ყოვლისა, პრაქტიკული მიზანი - მათი აღმოჩენისა და ხაფანგში მოხვედრის შესაძლებლობა. მაგრამ არის კიდევ ერთი ასპექტი, რომელიც აღარ არის დაკავშირებული პრაქტიკასთან, არამედ ფსიქოლოგიასთან. ერთი წუთით წარმოიდგინეთ ტყე ჩიტების გალობის გარეშე. ძნელია, სამწუხაროა ადამიანისთვის ასეთ მკვდარ ტყეში. შეიძლება გავიგოთ, რატომ იკრიბებიან მყვინთავები, რომლებიც არ რჩებიან უყურადღებოდ ხანგრძლივი ავტონომიური მოგზაურობის დროს ზედაპირზე გასვლის გარეშე, მოულოდნელად იკრიბებიან ჰიდროაკუსტიკური სალონში, სთხოვენ მას ოდნავ მაინც მოუსმინოს რა ხდება ზღვაზე. მეზღვაურებს უხარიათ მკვლელი ვეშაპების ტირილი, როგორც ტყეში, მინდორში, ბაღში ჩიტების სიმღერით.
და რაც უფრო ახლოს არის ადამიანი ჰიდროკოსმოსის ეპოქასთან, რაც უფრო ღრმა ზღვის ჰორიზონტები ცხოვრობს, მით უფრო მეტად დააფასებს საზღვაო ცხოვრების ხმებს, რომლებიც არღვევენ შავი ზღვის სიღრმის საშინელი სიჩუმეს.

ახლა დროა ვისაუბროთ უფრო რთულ ხმოვან სიგნალებზე ცხოველთა სამყაროში, სიგნალებზე, რომლებიც დაკავშირებულია არეკლილი ექოს მიღებასთან. აქ ორნიტოლოგებმა და ზოოლოგებმა, რომლებიც სწავლობენ ზედაპირულ ფაუნას, ბუნებრივი მიზეზების გამო აჯობა ზღვის ბიოაკუსტიკას. დიდი ხანია ნაჩვენებია, რომ ღამურები საღამოს საკვების მოსაძებნად იყენებენ ექო-მდებარეობის აპარატს. მოგვიანებით დადგინდა ღამურების სხვადასხვა ოჯახის მდებარეობის სიგნალების რაოდენობრივი მახასიათებლები - ცხენის ღამურა, გრძელფრთიანი ღამურები, გრძელფრთები, ღამურები. ამ უკანასკნელებს აქვთ სიგნალის შევსების ყველაზე მაღალი სიხშირე, ის აღწევს 160 კილოჰერცს, ანუ თითქმის ათჯერ აღემატება ადამიანის ყურის მოსმენის რეგიონის ზედა შეზღუდვის სიხშირეს. ამ სიხშირით ჰაერში ხმის ტალღის სიგრძე არ აღემატება 2 მილიმეტრს, ამიტომ ღამურას ძალზე მცირე ზომის მწერების აღმოჩენა შეუძლია.
აქტიური სონარის დახვეწილი აპარატით აღფრთოვანებული, ენტომოლოგები დიდი ხნის განმავლობაში ყურადღებას არ აქცევდნენ იმ ფაქტს, რომ ღამურების მიერ ნადირობა პეპლების სხეულები დაფარულია თმით. აღმოჩნდა, რომ ეს თმის ხაზი გარკვეულწილად შთანთქავს ნადირობის ღამურების მაღალი სიხშირის ულტრაბგერით სიგნალებს და ამ უკანასკნელთათვის უფრო რთულია ნადირის აღმოჩენა.

უფრო მეტი. სულ ახლახან გაირკვა, რომ არსებობს პეპლების სახეობები, რომლებსაც შეუძლიათ ისეთივე სიხშირის სიგნალები გამოსცეს, როგორიც საძიებო ღამურები. მათი ჩარევით, პეპლები ძირს უთხრის მათ მდევნელებს. როგორ არ დაიმახსოვროთ აქტიური ჩარევის სისტემები რადიო და სონარის სადგურებისთვის. კაცი დარწმუნებული იყო თავის პრიორიტეტში თვითმფრინავებისა და გემების აქტიური რადიო და სონარული დაცვის სფეროში, მაგრამ ბუნება პატარა პეპლების წინაშე წინ უსწრებდა!

ზოგიერთ სხვა ფრინველს - სვიფტებს, სალანგანებს, იდუმალ გუაჯაროს (სამხრეთ ამერიკის ღამისთევა) ასევე აქვს ექო-მდებარეობის უნარი. მათი ზოოპარკის ადგილმდებარეობის აპარატურა არ არის ისეთი სრულყოფილი, როგორც ღამურა, მაგრამ მაინც აძლევს მათ კოსმოსში ნავიგაციის საშუალებას. სვიფტებისთვის ეს მნიშვნელოვანია ფრენის მაღალი სიჩქარის გამო, ხოლო გუაჯაროსთვის, რომელიც გამოქვაბულებში ცხოვრობს, მარადიულ სიბნელეში გადაადგილების სირთულის გამო.

და ბოლოს, დელფინები. "ცოცხალი ექო მდებარეობის" თვალსაზრისით, ეს უდავოდ ბუნების გვირგვინია. მათ შეუძლიათ „ავტომატურად“ შეამცირონ სიგნალების (ამანათის) ხანგრძლივობა და სიგნალებს შორის ინტერვალები მიზანთან მიახლოებისას, რაც ხელს უწყობს ზუსტ დამიზნებას. ცხიმოვანი ბალიშები და შესაბამისი ფორმის ჩაღრმავება თავის წინა მხარეს ქმნიან ლინზას - გამოსხივებული ხმის ენერგიის კონცენტრატორს და შეიძლება შეიცვალოს ის სექტორი, რომელშიც ხმის სიგნალები გამოიცემა და მიიღება. სიგნალის სიხშირის მოდულაცია საშუალებას აძლევს დელფინს "განაშოროს ჩარევა" და აადვილებს ამრეკლავი ობიექტის მახასიათებლების ამოცნობას.
დელფინებს შეუძლიათ გამოიყენონ ექოლოკაცია ამრეკლავი სხეულის ფორმის, მისი ზომების (რამდენიმე მილიმეტრის სიზუსტით) და მისგან ხმის ასახვის ხარისხის შესაფასებლად. მათი ლოკატორი მრავალფუნქციურია, ანუ თუ დელფინის მდებარეობის ველში რამდენიმე ამრეკლავი ობიექტია, მაშინ ყველა მათგანი ფიქსირდება. ზოგიერთი მკვლევარი დელფინს მიაწერს სივრცის სკანირების უნარს ხმის სხივით, ანუ სტრიქონი-სტრიქონი წაიკითხოს ექო-მდებარეობის ნიმუში წინ საკმაოდ დიდ მანძილზე.

უდავოა, რომ არსებობენ თევზებიც, რომლებსაც აქვთ ზო-ლოკაციის უნარი და მხოლოდ ღრმა თევზაობის ტექნიკის არასრულყოფილება ჯერ კიდევ არ იძლევა მათი აღმოჩენას. მაგრამ სამეცნიერო პრესაში იყო შეტყობინება ოქროსთმიანი პინგვინის ექო-მდებარეობის სიგნალების შესახებ, რომელიც დელფინების მსგავსად იყენებს მათ საკვების მოსაძებნად.

რამდენიმე ათეული წლის წინ ბიოაკუსტიკა ცოდნის ცალკეული კუნძულების არქიპელაგის მსგავსი იყო. ახლა ის ჩამოყალიბდა ბიოლოგიისა და ბიონიკის რთულ, ტექნიკურად განვითარებულ დარგად. ფრინველების, ცხოველების და თევზების ხმის შემდგომი შესწავლა გააძლიერებს ადამიანის პატივისცემას „პატარა სიმების“ მიმართ და ხელს შეუწყობს ველური ბუნების სამყაროს შენარჩუნებას.

ჩვენი მოკლე ისტორია ბგერების სამყაროს შესახებ დასრულდა. შესაძლოა, ყველა მკითხველს ბოლომდე არ გაუღვიძოს აღტაცების გრძნობა ყველაფრის მიმართ, რაც ამქვეყნად გაკვირვების ღირსია. მაგრამ, რა თქმა უნდა, არავინ იტყვის უარს აკუსტიკაზე მისი მრავალფეროვნებითა და გამოყენების ფართო შესაძლებლობებით. და ეს უკვე ემსახურება მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების ამ სფეროსადმი ინტერესის შემდგომი განვითარების გარანტიას.