ID: 00022518
Может ли летучая мышь, посылая сигнал частотой 80 кГц, обнаружить мошку размером 1 мм? Скорость звука в воздухе принять равной 320 м/с. Ответ поясните.
Источник: Банк ФИПИ
Тут вопрос про то, «видит» ли летучая мышь мошку с помощью звука. Работает эхолокация: мышь пищит, звук отражается от препятствия и возвращается. Но есть тонкость — отразить звук может только достаточно крупное препятствие.
Правило такое: препятствие отразит звук заметно, только если его размер не меньше длины волны этого звука. Если предмет мельче длины волны, звук его просто «обтекает» и не возвращается — обнаружить не получится.
Значит, надо сравнить размер мошки с длиной волны сигнала. Длину волны найдём по формуле \lambda = \dfrac{v}{\nu}, где v — скорость звука, \nu — частота.
Подставляем: \lambda = \dfrac{320}{80 \cdot 10^{3}} = \dfrac{320}{80000} = 0{,}004 м = 4 мм.
Теперь сравниваем: длина волны 4 мм, а мошка всего 1 мм. Мошка в четыре раза мельче длины волны.
Раз препятствие меньше длины волны, звук от него толком не отразится. Вывод: нет, такая летучая мышь мошку размером 1 мм обнаружить не сможет.