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蝙蝠怎么也會撞上窗玻璃?

2020-01-13 05:14
科學之謎 2020年11期
關鍵詞:光波窗玻璃蝙蝠

你是否注意過?每到夏季黃昏,蝙蝠出沒的時候,飛行中的它們經常會撞上窗玻璃。

這件事細想一下是有點蹊蹺的:鳥類撞到玻璃上是可以理解的,因為鳥類飛行畢竟依靠的是視覺,它們可能把透明的玻璃當作空無一物的窟窿了。但蝙蝠呢,它們靠的可不是視覺,而是超聲波啊。玻璃透不透明跟超聲波有何關系?

其實,玻璃的透明程度跟超聲波確實沒有任何關系,但玻璃的另一性質卻跟超聲波大有干系,那就是——光滑。讓蝙蝠碰壁的原因正是這個。

我們在生活中都有經驗:在黑暗中,當你拿手電筒朝鏡子以一定的傾斜度照射時,除非你跟鏡子靠得很近,否則是不容易在鏡中看到亮光的。因為光的反射遵循“反射角等于入射角”的反射定律,而鏡子是光滑表面,光以一定的角度入射,只能從一定的方向反射出來,而你的眼睛不一定恰好處于這個方向上,就看不到反射的光。但假如你照射的是一面粗糙的墻壁,那就不一樣了。在這種情況下,光會從各個角度反射出來,總有一些會進入你的視野。

這就是光學上,鏡面反射與漫反射的區別。超聲波雖是一種性質與光波截然不同的波,但在反射的問題上,遵循與光波同樣的規律。

我們知道,蝙蝠是靠嘴巴發出超聲波,然后通過耳朵接收回聲來定位的。它發出的超聲波,像手電的光束一樣,有一定的方向性(用物理學上的術語說,就是“聚焦”)。超聲波遇到像玻璃那樣的光滑表面,反射波也會集中在某個固定的方向。如果蝙蝠不處于這個方向,它們就很難聽到回聲。沒收到回聲,它們就誤以為前方空無一物,于是一頭撞了過去。

再者,對蝙蝠來說,像玻璃這樣直立的光滑表面,是它們在自然界中從未遇到過的,它們顯然也沒有進化出應付這類東西的能力。

所以高大建筑物上的窗玻璃,不僅對于鳥,對于蝙蝠也是危險的死亡陷阱。

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