Эхо

Оглавление: 
 

1.Введение________________________________________3-4 стр. 

2.Отражение звука. Эхо.____________________________4-5стр. 

3.Виды эхо_______________________________________ 5-7 стр.             

4.Как разыскивать эхо?_____________________________7-10стр. 

5.Практическое применение. Эхолокация._____________10-12стр. 

      5.1. Техническое обеспечение эхолокации________________12стр.

 

      5.2. Эхолокация у животных___________________________12-13стр. 

          Эхолокационная система бабочек___________________________13-16стр. 

              Эхолофия у дельфинов____________________________________16-20стр. 

       5.3. Эхолокация слепых людей_________________________20-21стр. 

 6.Мировое эхо____________________________________21-24стр. 

7. Список использованной литературы________________24 стр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.Введение: 

                                                                   Ревет ли зверь в лесу глухом,

                                                                   Трубит ли рог, гремит ли гром,

                                                                    Поет ли дева за холмом-

                                                                    На всякий звук

                                                                    Свой отклик в воздухе пустом

                                                                    Родишь ты вдруг…

                                                                                            А.С.Пушкин  

      Эти стихотворные строки описывают интересное физическое явление – эхо.  Все мы знакомы с ним. Мы слышим эхо, находясь на лесной поляне,  в ущелье, плывя по реке между высоких берегов, путешествуя в горах.

     Считается, что одушевленный образ эхо -  это образ нимфы, которую можно услышать, но нельзя увидеть.

  Согласно легенде древних греков, лесная нимфа Эхо влюбилась в прекрасного юношу Нарцисса. Но тот не обращал на нее никакого  внимания, он был всецело занят тем, что без конца глядел в воду, любуясь своим отражением. Бедная нимфа от горя окаменела, от нее остался лишь голос, который мог повторять только окончания произнесенных поблизости слов.  

Я увидала, зажглась и, оплакав отвергнутой  участь, 
Стала лишь голосом я, отзвуком, ветром, ничем.

                                            Перевод с древнегреческого Сергея Ошерова 
 

                             Александр Канабель, «Эхо», 1887 

    Согласно другой легенде, нимфа Эхо была наказана супругой Зевса - Герой. Произошло это оттого, что Эхо пыталась своими речами отвлечь внимание Геры от Зевса, который в это время ухаживал за другими нимфами. Заметив это, Гера разгневалась и сделала так, чтобы Эхо не могла говорить, когда другие молчат, и не могла молчать, когда другие говорят. В мифе о нимфе Эхо отразились попытки древних объяснить физическое явление эхо, заключающееся в многократном отражении звуковых волн.

       По другой легенде Эхо была влюблена в лесное божество Пана и у них была общая дочь - Ямба, в честь которой назван стихотворный размер ямб. 
  Образ нимфы, иногда веселый, а чаще грустный, можно встретить в стихотворениях поэтов различных эпох. Так, мы встречаемся с ним в стихотворении римского поэта IV в. Децима Магна Авсония:    

В ваших ушах я, Эхо, живу, проходящая

                                                         всюду,

  Хочешь меня написать    –   голос возьми 

                                                         напиши. 

      Образ нимфы Эхо встречается в одном из стихотворений А.А.Блока: 

  Листва кружевная!

                                                          Осеннее злато!

Зову  – и трикраты

                                                         Мне издали звонко

                                      Ответствует нимфа, ответствует Эхо…

      В стихотворении А.А.Фета эхо вздыхает, даже стонет:

      

      Та же птичка, что певала,

                                                      Ночью песнь  свою поет,   

                                                        Но та песнь грустнее стала,     

       Радость на сердце нейдет.       

                                                      Эхо  тихо простонало:         

                    Да, нейдет… 

2.Отражение звука. Эхо:

 

    Эхо образуется в результате отражения звука от различных преград – стен большого  пустого помещения, леса, сводов высокой арки в здании. 

   Мы слышим  эхо лишь в том случае, когда  отраженный звук воспринимается  отдельно от произнесенного. Для  этого нужно, чтобы промежуток времени между воздействием этих двух звуков на ушную барабанную перепонку составлял не менее 0,06 с.

  Чтобы определить, через какое время после произнесенного человеком короткого возгласа отраженный звук достигнет его уха, если он стоит на расстоянии 2 м от этой стены. Звук должен пройти двойное расстояние – до стены и обратно, т.е. 4 м, распространяясь со скоростью 340 м/с. На это потребуется время t=s : v, т.е. 

                              t= 4 м : 340 м/с ≈ 0,01с. 

     В данном случае интервал между двумя воспринимаемыми человеком звуками - произнесенным и отраженным - значительно меньше того, который необходим, чтобы услышать эхо. Кроме того образованию эха в комнате препятствует находящаяся в ней мебель, шторы и другие предметы, частично поглощающие отраженный звук. Поэтому в таком помещении речь людей и другие звуки не искажаются эхом, а звучат четко и разборчиво.

    Большие полупустые помещения с гладкими стенами, полом и потолком обладают свойством очень хорошо отражать звуковые волны. В таком помещении благодаря набеганию предшествующих звуковых волн на последующие получается наложение звуков, и образуется гул. Для улучшения звуковых свойств больших залов и аудиторий их стены часто облицовывают звукопоглощающими материалами.

    На свойстве звука отражаться от гладких поверхностей основано действие рупора – расширяющейся трубы обычно круглого или прямоугольного сечения.  При его использовании звуковые волны  не рассеиваются во все стороны, а образуют узконаправленный пучок, за счет чего мощность звука увеличивается и он распространяется на большее расстояние.

 
 

3.Виды эхо: 

ЭХО

 

          Однократное                           Многократное                                                        
 

      Однократное эхо- это волна, отраженная от препятствия и принятая наблюдателем.

      Обратимся к рисунку: 
 

 

    Источник звука О находится на расстоянии L от стены. Отражаясь от стены по направлению АВ, звуковая волна возвращается к наблюдателю, и тот слышит эхо.

   Многократное эхо – это эхо, возникающее при каком – нибудь громком звуке, что порождает не один, а несколько следующих друг за другом звуковых откликов.

  Встречается в скалистых местностях, горных районах, в каменных замках.

   Многократное  эхо возникает, когда имеется несколько отражающих поверхностей, находящихся на разных расстояниях от источника звука ( наблюдателя). На рисунке показано как может возникнуть двойное эхо.  Первый эхо-сигнал приходит к наблюдателю по направлению АВ, а второй – по СD.  Время прихода первого эхо – сигнала, отсчитываемое от начала исходного сигнала, равно 2L1/с; соответственно время второго – равно 2L2/с. 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

4.Как разыскивать эхо? 

                                                    Никто его не видывал,

                                                                  А слышать – всякий слыхивал,

                                                     Без тела, а живет оно,

                                              Без языка – кричит.

                                                                                                     Некрасов.

   Среди рассказов американского юмориста Марка Твена есть смешная выдумка о злоключениях коллекционера, возымевшего мысль составить себе коллекцию эхо! Чудак неутомимо скупал все те участки земли, где воспроизводились многократные или чем-либо иным замечательные эхо.

   «Прежде всего, он купил эхо в штате Джорджия, которое повторялось четыре раза, потом шестикратное в Мериленде, затем 13-кратное в Мэне. Следующей покупкой было 9-кратное эхо в Канзасе, дальнейшей — 12-кратное в Тенесси, дешево приобретенное, потому что нуждалось в ремонте: часть утеса обвалилась. Он думал, что его можно починить достройкой; но архитектор, который взялся за это дело, никогда еще не страивал эха и потому испортил его в конец,— после обработки оно могло годиться разве лишь для приюта глухонемых...»

   Это, конечно, шутка, однако замечательные эхо существуют в различных, преимущественно горных, местностях земного шара, и некоторые издавна приобрели всемирную известность.

     Несколько знаменитых многократных эхо: в замке Вудсток в Англии эхо отчетливо повторяет 17 слогов. Развалины замка Деренбург возле Гальберштадта давали 27-сложное эхо, которое, однако, умолкло с тех пор, как одна стена была взорвана. Скалы, раскинутые в форме круга возле Адерсбаха в Чехословакии, повторяют в определенном месте, троекратно 7 слогов; но в нескольких шагах от этой точки даже звук выстрела не дает никакого эхо. Весьма многократное эхо наблюдалось в одном (ныне несуществующем) замке близ Милана: выстрел, произведенный из окна флигеля, повторялся эхом 40—50 раз, а громкое слово — раз 30…  В частном случае  эхо составляет сосредоточение звука посредством отражения его от вогнутых кривых поверхностей. Так, если источник звука помещен в одном из двух фокусов эллипсоидального свода, то звуковые волны собираются в другом его фокусе. Таким образом объясняется, например, знаменитое "ухо Диониса" в Сиракузах — грот или углубление в стене, из которого каждое слово, произнесенное заключенными в нем, могло быть услышано в некотором удаленном от него месте. Подобным акустическим свойством обладала одна церковь в Сицилии, где в известном месте можно было слышать произносимые шепотом слова в исповедальне. Известны также в этом отношении храм мормонов у Соленого озера в Америке и гроты в монастырском парке Олива около Данцига.  В Олимпии ( Греция) в храме Зевса сохранился до наших дней «Портик Эхо». В нем голос повторяется 5…7 раз. В Сибири на реке Лене севернее Киренска есть удивительное место. Рельеф скалистых берегов там таков, что эхо гудков идущих по реке теплоходов может повторяться до 10 и даже 20 раз (при благоприятных погодных условиях). Такое эхо подчас воспринимается как постепенно затухающий звук, а иногда как звук, порхающий с различных направлений. Многократное эхо можно слышать также на Телецком озере в горах Алтая. Это озеро имеет 80 км в длину и всего несколько километров в ширину; его берега высоки и круты, покрыты лесами. Выстрел из ружья или резкий громкий крик порождает здесь до 10 эхо-сигналов, которые звучат в течение 10…15 с. Любопытно, что часто звуковые отклики представляются наблюдателю приходящими откуда – то сверху, как если бы эхо было подхвачено прибрежными возвышенностями.