ID: 00040148
Источник: ФИПИ
Как дельфин «видит» звуком. Дельфин посылает вперёд короткий ультразвуковой сигнал и слушает эхо. Обнаружить предмет он сможет только в том случае, если звук от предмета заметно отразится. А отразится звук или просто обогнёт предмет, решает сравнение двух длин: длины волны сигнала и размера самого предмета.
Правило простое. Если препятствие меньше длины волны, волна его почти не «замечает» — огибает (это дифракция), и эха практически нет. Если препятствие крупнее длины волны, волна от него отражается, эхо возвращается — предмет обнаружен. Житейская аналогия: маленький камень в реке волну не останавливает, вода спокойно обтекает его, а вот большой валун даёт хорошо заметное отражение.
Считаем длину волны. Длина волны связана со скоростью и частотой: $\lambda=\dfrac{v}{\nu}$. Здесь $v=1500$ м/с — скорость звука в воде, $\nu=100$ кГц $=100\,000$ Гц.
$$\lambda=\frac{1500}{100\,000}=0{,}015\ \text{м}=1{,}5\ \text{см}.$$
Сравниваем. Длина тела рыбки $5$ см, а длина волны $1{,}5$ см. Рыбка больше длины волны — причём более чем в три раза.
Вывод. Да, дельфин обнаружит такую рыбку: сигнал с длиной волны $1{,}5$ см от препятствия размером $5$ см хорошо отражается, и эхо вернётся к дельфину. Именно поэтому дельфины пользуются такими высокими частотами: чем выше частота, тем короче волна и тем более мелкие предметы можно «разглядеть» звуком.