求助!!!!怎样利用光和声音捕鱼。（小学教材）

显示全部楼层 · 2007-4-25 15:56:55

海的声音古希腊神话中有关于机智的航海家奥德赛的奇妙的旅行故事。故事里叙述奥德赛怎样抗住在地中海里一个岛上的妖女们的诱惑。这些妖女们的身体长得象条鱼，尾巴上满覆着。闪闪放光的鳞甲。她们一面用金梳子梳理自己绿色的卷发，一面唱着使海员们迷惑的歌曲。无论是谁，只要一听到妖女们魅人的歌声，就要失去理智，望着她们向海浪中扑去。为了防避这种危险，奥德赛命令船员用用蜡封住耳朵，并把自己牢牢地绑在桅槁上。等听见了妖女们美妙的歌声，他就挣扎着要向海浪中扑过去，可是绳索使他脱不得身。就这样地，神话说，奥德赛——这生还者中的一个，并没有因为听到了海上妖女们美妙的歌声而付出自己的生命。神话中虚构的妖女的歌声，是古人对于那些不时由深海中传来的奇异的声音的唯一解释。原来在那时候，海洋的深处被视为一片永远寂静的国土，在里面生活的都被认为是哑巴。两千年过去了，诞生了一门新的学科——海洋学。科学家们于是知道，海一点也不哑，它能用千万种声音讲话：宏亮的、轻轻甜蜜的，甚至还有人耳根本听不见的声音。在每一个懂得这种语言的人听来，海的声音是在讲述一篇关于海洋深处的生活的真实故事。假如一个潜水员不戴上那个沉重的铜盔，只带着供呼吸用的一套氧气装备，潜入水底，那么，这个海底世界便再也不能使他想起那个被法术禁止着的永恒寂静的国土了。惊涛拍岸的喧嚣声在水底下不但不平息，而且反而要响好多倍。潜水员会听见石块互相摩擦的轰隆声，沙砾在海底漾动的吃嗦声，和波涛汹涌起伏的声音。而当他在水底下工作的时候，敲击榔头的声音和拉锯的声音，都如同在岸上一样响亮。原来，水传递声音传递得非常好，比空气还要好。科学家们做过很多实验之后，他们深信：半吨重的一口大钟，在水底响着的时候，可以传到三十五公里远处，钟声的传播比在空气中差不多要快四倍！但是，为了听到水底世界的声音，科学家们完全没有必要去做潜水员。在我们的时代，耳朵不只是人有，轮船也有了。这些巨大的金属仪器（水中听音器）比人耳灵敏得多。借着它们的帮助，轮船的驾驶员可以在浓雾和黑夜中找到航线，而海洋学家要听到海的声音，只要坐在甲板上就行了。水中听音器告诉船员们和科学家们许多事情。被距离减弱了的、远处海浪的訇隆声在提醒船员们注意那危险的、看不见的水下礁石。在港口和河口上，装置在灯船下的水底警钟在耳朵里不停地震响。轮船螺旋桨发出的宏亮的沙沙声在听音器中回响——可能是有潜水艇在深水下航行；还有沉闷的叹息——这是沉没的船只躺在海底摇晃。一个人很容易辨别声音传来的方向，因为他有两只耳朵。从右方传来的声音到达右耳可能只不过早千分之几秒，但是依靠我们最精巧的听觉器官，这已经足够用来辨别清楚声音传来的方向了。轮船也有两只耳朵——两个水中听音器，还有一套非常复杂的、用以测定声音方向的特殊设备。因此，轮船的驾驶员很容易确定：危险的礁石在什么地方，水底警钟的声音从何处传来，在雾中的轮船要怎样朝着看不见航线开过去。但是，当海洋学家戴上接在水中听音器上的耳机的时候，吸引着他们的注意力的是海洋中另外的一些声音：古哩古怪的象金属发出的锯齿声，沉闷的，象大风吹动树林的萧萧声，响亮的毕剥声和犹如小鸟噪巢一样的唧唧喳喳声。这是海洋生物的声音。俗话说：“不出声，象条鱼。”原来这句话完全靠不住！海洋生物中有许许多多能发出各种不同的声音。印度洋中的一种蟹能够用它长有特殊齿棱的螯发出象蚱蜢一样的唧唧声；海马打呼噜打得很响；海鸡能发出长长的啸声；热带鼓鱼用着自己的浮囊发出巴哒巴哒的响声，象真正的鼓手一样；而大洋中的巨大的太阳鱼被拖上岸来的时候，会沉痛地哼叫和切齿。海豚在群出猎食的时候，会互相打呼啸，但是它们的啸声细微，人的耳朵远不能够听见。居住在岩穴中的盲鱼也用我们所不能听见的音响进行着“交谈”。有人能够辨别这些水底的声音。例如，在南中国海，一个捕鱼队里有一个专门听鱼的人，他对于水族的声音很有研究。他撑着一只小船在同伴们前面引路，不时地把头探入水中去察听。一发现了大鱼群的踪迹，他便打一个手势让大伙下网。在海上有经验的听鱼人，根据声音的强弱和特性，不仅能知道鱼群的大小，而且还能知道鱼的种类。有些鱼是唠唠叨叨的，还有的则是唧唧喳喳的。沙丁鱼喧嚷起来好象静夜中拍岸的波涛一样；小鳚鱼呜呜地，象刮风。银色的鳊鱼，根据听鱼的人的意见，声音难听得很。而另外有些鱼，在听鱼的人看来，根本是哑巴。“它们没有声音”，捕鱼的人断言，“它们不会讲话”。有时会遇到有些能发音乐的鱼。中国海里面的若干水族发出的声音，有的犹如风琴，有的象鸣钟，有的近乎竖琴。最好的歌手是赛音鱼——地中海里面的一种小鱼。它们发出一种微弱的悦耳的声音，象远处传来的歌声一样。也许海上妖女的古代神话就是这样产生的吧！在所有的海洋生物中，只有叩头虾是十足的聋子。为了恐吓敌人，它从自己的螯钳里用力地把水射出去，发出类似弹指的声音。但是它自己却听不见这种弹指声。海中的兽类——鲸鱼、海豚、海豹、海象虽然住在水里，但是在器官构造上，却与陆上的兽类差别很小。原来，它们的远祖最初是住在陆上，以后才迁移到海里去的。因此，它们的耳朵的构造也和陆上的动物一样。只是当它们潜入水中的时候，就把耳孔闭上了。然而，这些兽类在水底下仍然有良好听觉。难怪，设计工程师们只有在仔细研究了海豹的耳朵以后，才能制造出灵敏的水中听音器来。鱼没有真正的耳朵。它们接受（正确点说是感觉）声音是用皮肤，更精确他说，是用靠近头部的皮上的毛细孔。有这些毛细孔已经足够准确地分辨声音了：我们甚至可以使鱼学会按照信号出来接取食物。就连最简单的、没有听觉器官的海洋生物，也能利用某种我们现在还不知道的方法来感受声波。参观过水族馆中的管状蠕虫的人们会注意到：只要附近公园里的管弦乐队一开始演奏，虫子便缩回自己的触须，直到音乐停止。但是，在海洋的各种声音里，也有些声响是人耳所不能听见的。在对大气进行科学研究的时候，人们放一个不大的轻气球到空中去。科学家们老早就发觉：一个人把头靠近气球，便感觉到耳朵里面隐隐作痛。这种很不舒服的感觉只有在海岸上或者在轮船上的时候才会出现。假如我们在陆地上离海很远的地方进行实验，耳朵里就不会感觉到疼痛。苏联科学家们研究了这种奇异的现象，并且确定：这是因为气球里聚集了一些特殊的声波，这些声波是我们的听觉所够不到的，可是作用在耳鼓膜上便会使它疼痛。声音就是空气的振动，有时候是快的振动，有时候是慢的振动。在大风琴的粗管子里，空气缓慢地振动，发出粗宏、低沉的声音；而在细的管子里，空气迅速地振动，发出高昂的声音。轮船的气笛发出的粗大的低音，每秒钟内的振动只有几十次，而最细的蚊子的尖叫声，每秒钟的振动却有上千上万次。在自然界中的声音，有比气笛更低的声音，也有特别高的声音，但这些都是人耳听不见的。如果振动的次数少于每秒15次，空气中就产生了听不见的声音——这即是在可闻限以下的所谓“低外声”。例如，当大风在海浪的浪头间滑过的时候，便形成了这样的声音。低外声在海面上飞向四面八方，越过好几千公里，甚至会侵入门窗掩闭着的房子里。但是，这种声音是在每秒钟十来次的振动下发生的，因此，我们不能够听见它们。海洋的低外声比最强的飓风飞得更快，它到达岸上远比产生这种声音的风暴为早。它通知每个能够听见这种声音的人和生物：暴风雨要来了！看来，很多海洋生物是能够听见它的。在泥泞的沙滩上蹦跳的小虾——所谓海蚤，总是在狂风骇浪到达之前很久便跑到离海较远的地方去。而鱼和水母在听到海的警报以后，就深深地潜入海底。这时候连气压表也还没有预测出暴风雨的到来。但是，我们也不必为了人耳的灵敏度大小而发愁。我们总可以用更精密的仪器来弥补。现在，苏联的科学家们正致力于这项工作，而且在不久就会有这样的一天：那时候，一种能够收听低外声的人造耳，将能够灵敏地感受出在遥远的海上咆哮的暴风雨的声音，并且及早预报出来。在海的声音中，除了这种听不见的低外声以外，还有一种回声，也是听不见的。一个古老的故事说：有一个古怪的人，他收购回声。他不怕花钱，到全国各地去收买回声——正确点说是：去收买那些回声听得特别好的地方。结果，他有了一批惊人的搜集品：有只重复最后一个字的回声，有七重回声，有象是在墓里低沉他讲话一样的“幽冥”回声，最后，还有一种能够齐声回答问题的回声。这个古怪的人很以他自己独特的搜集品而自豪，而邻居们都嘲笑他。可是邻居们却没有想到：回声是可以用来为科学和人类服务的。科学家们能把回声利用在很多种仪器上。回声，这本来是声波在各种物体上的反射，因此，可以利用它来测量距离。声音的速度是我们知道的，而声音飞到一件物体上并反射回来所需要的时间，也是能很容易计算出来的。回声也能帮助测量海洋的深度：在浅的地方回声折回来很快，而在深的地方回来就比较迟。如果知道声音在水中传播的速度，那就很容易计算出水面到水底的距离。人们曾经进行过很多次的试验：撞响沉重的海钟，听听看回声什么时候回来；在水底爆炸过子弹和手榴弹；还设计了一些特别的水底哨笛和发音器。但是，最初，事情总是进行得不顺利。声音在水中散开来，向四面八方传播，以致回声过于微弱，而且容易和海中的其它声音混淆起来。“不用声波，而用某种别的波来试试不行吗？”科学家们想出了办法，“例如说，普通从镜子里射出的光影，这不是一种回波——光波的反射吗？”但是，光在水中传播得不好，它要被分解成各色的光线并且迅速地被海水吸收掉。最强的探照灯，只是在三十公尺的深度下，光度便要减弱到百分之一。无线电波在碰到金属物体的时候也会成为回波反射转来。把强力的无线电射束向四面八方发出去，即使是在浓雾或者是在黑夜中也能由反射回来的“无线电光影”上探测出天空中的飞机、草原上的汽车和海洋中的轮船。但是，无线电射束也不能在水中传播。水对于它们，就象铜墙铁壁似地，完全不能穿越。因此，不论是在对潜水艇的通讯上，或者是在海洋深度的测量上，都不能利用无线电信号的回波。唯一能穿透深水进行探测的是强力的超声波射束。有一种仪器，能够发出人耳听不见的声音信号（超声波），并且接收回波，它的发明者把它叫做回声测探器。回声测探器发明以后，科学家们才知道：有些动物也能够利用超声波回声。蝙蝠在黑暗中怎样寻找自己的道路呢？它们怎样在飞行中捕捉夜出的昆虫呢？这些问题在很久以前就引起了自然科学家们的兴趣。也许，蝙蝠在黑暗中看得见吧？或者，它们具有惊人的嗅觉吧？或者，它们甚至不必接触到一件物体，就能够觉察出它来吧！为了揭开这个谜，科学家们做了这样一个试验。在一间完全黑暗的屋子里，横七竖八地拉上了好些绳子，上面挂着小铃铛。然后，把一只用蜡封住眼睛的蝙蝠放进屋子里去。奇怪，这只瞎蝙蝠竟然碰不着绳子，它毫无声息地在屋子里飞来飞去。铃铛一次也没有响。这种莫明其妙的现象使科学家们伤透脑筋。只有到能够接收超声波的仪器出现之后，秘密才被揭开。原来，蝙蝠在飞行的时候，总是不停地发出尖声，每秒钟有20-30回，但是这种最细微的叫声是人耳所不能听到的。超声波碰到了拦在前面的物体，就反射回来，而蝙蝠就用它的巨大的耳朵来接收这种听不见的回波，并且在一片漆黑中毫无错误地找寻出自己的道路。当然这种“声音测位术”是很不完善的，人类创造的超声波仪器还比它优越：人接收听不见的回波不是从几厘米以外，而是从几十公里之外发出来的。现代的回声测探器放出的声音，频率达到每秒钟四万次。这种强力的、却听不见的超声波不是向所有的方向传播，不是白白地在水中散失，而是成为细细的一束向前飞射，象一股强力的激流或者探照灯的光线一样。人们把这种超声波射束向正下方直射，使它的回波从海底反射回来，并且用特制的“超声波耳”及时地把它捉住。在探测的时候，观察者用不着进行辛苦的计算。回声测探器的仪表一转眼问就能够确定船下面的海水深度，同时，在驾驶员面前的一个小玻璃框内，立刻就现出了数字，或者是自动记录器划在纸带上的曲线。超声波射束不仅只是对着下方放出。还有一种特殊的仪器，可以用来探测船只前方的道路和它四周的空间，这种仪器叫做水中定位器。水中定位器的“声眼”在船底下转动，观察水下的四面八方，并且把周围的一切情况向甲板上报告。它的信号可以在一个屏幕上看到，也可以在一副特制的耳机里收听。在这里，超声波回波的无声语言转变成为听得见的声音。水中定位器使船只能够在浓雾和黑夜间找出航道，预告漂来的冰山和迎面来的船只。救护船在寻找沉溺的船只的时候，用它来探测海底。最近，回声测探器已经开始用来和海洋生物进行“交谈”，捕鱼船用它来在深水中寻找鱼群和侦察它们的行踪。鱼类的微弱的声音也好，风暴的强烈的声音也好，从前人类所不知道的，现在我们科学家们创造的金属“耳朵”里都听得越来越清楚了。