Tại sao dơi bay được vào ban đêm và góc nhìn vật lý.

I. Tại sao dơi bay được trong bóng tối.

Sẽ thật khó cho chúng ta di chuyển, làm việc nếu như ban đêm không có đèn điện, không trăng không sao. Đó là lý do vì sao các loại đèn ra đời, từ đèn đường, đèn pin, đèn bàn cho đến đèn xe máy, đèn ô tô. Vậy nhưng có một số loài động vật lại có thể di chuyển và làm những công việc của chúng vào ban đêm – điển hình đó chính là loài dơi.

Liệu có phải do chúng có đôi mắt ‘’đặc biệt’’ giúp chúng nhìn rõ mọi thứ vào ban đêm hay không?

Nhà khoa học Spallanzani của Italia đã tiến hành một thử nghiệm nhỏ là bịt tai của con dơi lại, kết quả là sau một khoảng thời gian thì con dơi cũng loạng choạng và không bay được nữa. Và sau này các nhà khoa học đã tìm ra được  dơi bay nhờ vào tai và cơ quan phát âm kết hợp với đôi mắt nhỏ nhưng rất tinh tường trong lúc bay.

Đôi mắt của dơi tuy nhỏ nhưng với chức năng định vị độ cao, phân biệt thời gian sáng tối,  đánh giá kích thước con mồi hay vật cản, cũng như định hướng lúc đang bay tìm mồi.

Khi bay miệng của dơi là một thiết bị phát sóng siêu âm, cứ cách quãng, một khoảng thời gian lại phát ra một lần. Còn tai của dơi là một dạng thiết bị bắt sóng siêu âm cực nhạy. Sóng siêu âm của dơi có tần số trên 20.000 Hz, và con người thì không thể nghe được ở ngưỡng này. Khi gặp vật cản như con mồi chẳng hạn, sóng sẽ phản xạ lại, và bạn biết không - trong lúc đập cánh, dơi đã hoàn thành toàn bộ quá trình nghe, nhìn và tính toán tránh chướng ngại vật cũng như con mồi.

Hình ảnh "định vị âm thanh quay lại" của dơi

Quá trình này được các nhà khoa học gọi là định vị âm thanh quay lại. Và dựa vào nguyên lí nhận biết vật thể khi bay của dơi để có thể chế tạo ra radar -  một hệ thống dò tìm sử dụng sóng vô tuyến để xác định khoảng cách, góc phương vị hoặc vận tốc của các đối tượng, có thể được sử dụng để phát hiện tàu thủy, thiết bị vũ trụ, tên lửa tự hành, phương tiện cơ giới, hình thái thời tiết và địa hình. Được sử dụng phổ biển trong hàng hải, hàng không và quân sự. Tuy nhiên, độ chính xác của hệ thống “định vị” của loài dơi vẫn cao hơn rất nhiều.

II. Kiến thức vật lý liên quan.

III. Một số ứng dụng của sóng siêu âm có thể bạn đã biết 

Cụm từ siêu âm dường như khá quen thuộc với mọi người trong lĩnh vực y tế - như siêu âm thai, siêu âm ổ bụng, tìm khối u…..Thật ra, bạn có biết ngoài y tế ra thì ngày nay, sóng siêu âm trở thành một phần không thể thiếu trong đời sống con người. Hầu như mọi hoạt động đều có sự can thiệp của sóng siêu âm như làm sạch, làm đẹp, trinh sát biển, chẩn đoán bệnh tật, công nghiệp …….

- Trong công nghiệp, bạn có thể bắt gặp những dụng cụ máy móc phục vụ công nghiệp như máy hàn siêu âm, kiểm tra chất lượng sản phẩm, gia công vật liệu cứng, phát hiện khuyết tật lỗ hổng, vết nứt …nằm trong kim loại, chất dẻo …

Máy hàn siêu âm sử dụng sóng siêu âm

- Trong lĩnh vực y học, nhờ có thiết bị siêu âm bác sĩ sẽ ghi nhận hình ảnh của các mô mềm. khám thai, tìm ra nguyên nhân gây bệnh…. Giúp phát hiện sớm và ảnh hưởng tích cực cho quá trình điều trị.

- Các nhà nghiên cứu cũng nghiên cứu và tạo ra được thiết bị dò cá nhờ nguyên lý truyền sóng âm và thu âm - giúp xác định vị trí, hướng di chuyển và tốc độ của đàn cá dưới biển. Nhờ đó tăng sản lượng đánh bắt trong lĩnh vực hàng hải.

- Ở tần số cao, sóng siêu âm có thể sử dụng để phá hủy các vật thể hay vệ sinh các dụng cụ y tế, làm sạch đồ trang sức, dụng cụ thí nghiệm, đồng hồ, mắt kính,…dựa vào hiện tượng xâm thực của sóng siêu âm. 

- Ứng dụng của sóng siêu âm giúp bạn có những sản phẩm sạch hơn nhờ loại bỏ được các hóa chất, thuốc trừ sâu hay thuốc bảo vệ thực phẩm dựa vào cơ chế xâm thực và bức của sóng siêu âm.

IV. Suy ngẫm.

Nếu con người cũng có thể sử dụng được sóng siêu âm thì chuyện gì sẽ xảy ra?

Như vậy chắc hẳn sẽ không cần nhọc công nghiên cứu và chế tạo ra thiết bị Radar nữa, Chúng ta dễ dàng giao tiếp với thai nhi, biết chính xác em bé trong bụng đang làm gì và cảm nhận được hình dạng của em bé ở trong bụng mà không cần đến các cơ sở y tế. 

Việc đánh bắt thủy hải sản của con người cũng trở nên dễ dàng hơn hay thật dễ dàng để phát hiện ra các lỗ hổng, khiếm khuyết của các thiết bị máy móc, kim loại, hay chất dẻo…..

Tuy nhiên, con người được tạo hóa ban cho một bộ não thông minh hơn bất kỳ loài nào khác, bởi không chỉ có bộ não hoạt động, mà còn có sự kết hợp diệu kỳ từ các giác quan khác như thính giác, khứu giác, vị giác, thị giác, xúc giác. Một số người còn có năng lực trực quan, linh cảm nhạy bén. Nhờ đó, dù không có một số khả năng đặc biệt như một số loài khác thì con người hoàn toàn có thể nghiên cứu, chế tạo ra được những thiết bị hỗ trợ, nâng cao sức mạnh cũng như phục vụ cho cuộc sống của chúng ta dần trở nên tiện nghi, hiện đại hơn.