首页
/
每日頭條
/
教育
/
雷達的發明和蝙蝠有關嗎
雷達的發明和蝙蝠有關嗎
更新时间:2024-09-28 07:28:44

在人教版小學語文四年級下冊,滬教版三年級下冊有一篇文章叫做《蝙蝠與雷達》,講述100多年以前科學家做了一次實驗。在一間屋子裡,橫七豎八拉了許多繩子,繩子上面系了許多鈴铛,他們把蝙蝠的眼睛蒙上,然後在屋子裡飛。蝙蝠飛了好幾個鐘頭,鈴铛一個也沒有響,那麼多繩子一根也沒有碰撞,太神奇了。然後科學家又做了兩次實驗,分别把蝙蝠的耳朵、嘴巴封上,再重複上面的實驗,結果蝙蝠就找不到方向了,到處亂飛。于是科學家們便認為蝙蝠夜裡飛行靠的不是眼睛,他是靠嘴巴和耳朵配合起來探路的。

雷達的發明和蝙蝠有關嗎(小學課本居然寫錯了)1

科學家們又發現蝙蝠的嘴巴能夠發出一種超聲波,人的耳朵聽不見,但是蝙蝠能聽見,并且可以通過超聲波回聲探路。于是,科學家模仿蝙蝠的探路方法,發明了雷達,這就叫做動物仿生學。但是,文學歸文學,曆史我覺得還得客觀一點,不是說在批判文學書的不嚴謹,而是對其進行補充和說明。下面來說一說這篇文章的問題究竟出在哪裡。

雷達的發明和蝙蝠有關嗎(小學課本居然寫錯了)2

在18世紀的時候,意大利有一個生物學家叫做斯巴蘭紮尼,他分别把蝙蝠的眼睛、耳朵、嘴巴、鼻子封住,然後做了一個與上文類似的實驗,并且通過實驗猜測蝙蝠是用耳朵探路的,但是當時并沒有人相信他,甚至還得到了同行的嘲諷。由于當時的科技水平有限,斯巴蘭紮尼的猜測并沒有辦法得到證實,他也搞不清楚為什麼蝙蝠能夠通過耳朵探路。1938年,美國哈佛大學的皮爾斯教授設計出了一種可以探測超聲波的設備,通過這項設備他首次發現蝙蝠是可以發出超聲波的。又過了兩年,科學家們發現蝙蝠的嘴能夠發出超聲波,他的耳朵可以接收遇到障礙物反射回來的超聲波,從而進行導航和定位,也就是我們常說的回聲定位。但是雷達它跟超聲波并沒有什麼關系,雷達的理論基礎是電磁物。

雷達的發明和蝙蝠有關嗎(小學課本居然寫錯了)3

1888年德國物理學家赫茲證明了電磁波的存在。1904年,德國工程師胡爾斯麥耶制造出了一種可以探測傳播的裝置,他可以發射和接收電磁波,這就是早期了雷達。後來這項技術在一戰和二戰期間被各國廣泛用于軍事領域,并且逐步完善成為我們現在常見的雷達。很明顯蝙蝠發出的是超聲波,而雷達依靠的是電磁波,并且雷達的出現比發現蝙蝠超聲波的時間還要早,所以人們根據蝙蝠的特性,通過生物仿生學發明雷達這種說法是不成立的。雖然說這篇文章是個謠言,是童年的一個小小遺憾,但至少我們可以通過這篇文章簡單地了解一下什麼叫做生物仿生學。這是一門非常重要的學科,被廣泛用于生活、機械、計算機、建築等多個領域。

雷達的發明和蝙蝠有關嗎(小學課本居然寫錯了)4

除此之外,動物仿生學的應用還有很多。春暖花開,萬物複蘇,兩隻花色的豹子生下了一隻黑豹。有人就會問了,這是被綠了嗎?當然那不是。基因突變會導緻白化病,自然也會産生黑變病,所以黑豹并不是獨立的物種或者說是串串,它就是病變。不過與白化相比,黑化對生存的影響是正面的,因為黑豹在夜間捕獵時更方便隐藏,所以黑豹比白豹更容易生存下去,也更常見。除了系統免費送到他這套皮膚之外,黑豹的夜視能力也是非常的強,是人類的6倍。原因是因為它的眼睛結構很特殊,眼底呈現凹面鏡形狀,形似手電筒的内殼,能将投入的光聚焦在焦點上,使得畫面更清晰。而眼睛中有兩種細胞,視錐細胞和視杆細胞,而且對微弱光線有靈敏反應的視杆細胞較多,所以說豹子就有較好的微光視覺能力。我們能夠從黑豹身上得到什麼啟發?沒錯,就是微光視覺。讓我們可以在夜晚不借助燈光也能夠拍得清清楚楚。

雷達的發明和蝙蝠有關嗎(小學課本居然寫錯了)5

雷達的發明和蝙蝠有關嗎(小學課本居然寫錯了)6

第二個動物——河豚。河豚這種生物味道鮮美,平時看起來人畜無害,但是一遇見緊急情況就會改變形态。以前我以為它那肚子裡面全是氣,後來才知道原來它是遇氣吸氣,遇水吸水。在它改變形态的同時,身上的硬刺鼓起,由軟到硬,戰鬥力、防禦力都飙升。總之就是特殊情況、特殊狀态下,這種打破性能常态的潛力爆發在很多産品裡都能夠看見相應的技術。比如說有些手機,平時使用的時候,隻要保持流暢即可,但是當你打遊戲的時候瞬間就能夠提升性能,一點也不影響你五殺,我們稱之為絕活。

雷達的發明和蝙蝠有關嗎(小學課本居然寫錯了)7

第三個動物——青蛙。潮濕的雨林裡,青蛙靜靜地看着它的獵物,隻要它慢慢地靠近獵物,猛地一吐舌頭,獵物就變成了腹中之物。青蛙捕食獵物的速度是人類眨眼的五倍,但是青蛙是低等的脊椎類動物,它的大腦非常簡單。簡單的cpu,高速處理,所以青蛙的研究對計算機的模拟有着特殊的意義,關鍵詞“速度快”。

雷達的發明和蝙蝠有關嗎(小學課本居然寫錯了)8

第四個動物——甲蟲。冰河解凍,彩蝶紛飛,狗熊撒歡,萬物皆展現着自己的生命力,燦爛的陽光下,甲蟲金龜子的殼閃爍着斑斓奇異的光彩。這個被人類稱之為活寶石的動物分布在世界各地,而且在地球上已經存活了500萬-3000萬年。由于金龜子的種類不同,生活的環境也不同,比如沙漠、農地、森林和草地都有分布,但是它們的殼總是很閃耀,這是為什麼呢?這種光學效果是由光子晶體和複雜的反射機制共同産生的。不過因為甲蟲的不同微結構,其産生的機制也分為三種類型。第一是多層反射,第二是三維光子晶體的幹涉,第三是光栅結構的衍射作用。科學家們研究得到,甲蟲的三維金剛石結構是理想的光子晶體,可以發生激射來作為光學芯片的光源,關鍵詞“色彩”。

雷達的發明和蝙蝠有關嗎(小學課本居然寫錯了)9

除了以上的例子,大家還能想到哪些關于動物仿生學的應用呢?

,
Comments
Welcome to tft每日頭條 comments! Please keep conversations courteous and on-topic. To fosterproductive and respectful conversations, you may see comments from our Community Managers.
Sign up to post
Sort by
Show More Comments
Copyright 2023-2024 - www.tftnews.com All Rights Reserved