回声定位声呐运用的是超声波吗

利用波在传播过程中的反射现象来探测物体的方位与距离的方法叫作“回声定位”。一些动物本身就具有回声定位能力，它们通过发射声波，利用从物体上反射回来的波来进行空间定向，是动物捕捉猎物与回避物体的方式，蝙蝠与鲸类是使用声呐系统最多的两种动物。

生活于水中的鲸类拥有杰出的回声定位能力，鲸类多栖息于食物丰富、能见度较低的水体中，这便限制了它们靠着视觉觅食的能力。由于眼睛逐渐地退化为小眼，虽然具有感光能力，但是其分辨能力却大大减退，并同时进化出了凭借回声定位觅食、探测目标的本领。

鲸类的发声并非在声带的振动下引起，而是由鼻道部发出的。由于鲸类单个鼻孔位于头颅，紧靠着喷水孔的还有前庭囊、鼻额囊和前额囊三对气囊，鼻道内受到了挤压的空气在经过了气囊喷出后，会产生声音，但是有些学者却持相反意见，认为声音源于喉部。

鲸

鲸类的耳壳退化，外耳道狭窄并被蜡质的耳屎所充满着，呈现出闭塞的状态，其鼓膜和听骨也非常简单，所以其回声系统很可能是通过身体组织与颅骨、下颌骨进一步传导至中耳的。某些鲸类的下颌骨处为空状，其中却充满了油液，这种油液是声波的优良导体，可以迅速地将声波传到紧靠着后面的中耳和内耳中。但是有些学者却认为，鲸类依然是靠着外耳道、鼓膜与耳蜗来获取声音的，因为实验证明蜡质耳屎是一种非常优良的声音传递导体。

研究专家们发现，鲸类可以发出多种不同频率的声波，其中较为频繁的、高音调的声音在向前传播时，一旦遇到了物体便会产生回音。鲸类在接收到了回声后，会将自身对回声的感觉进一步转换成为神经信号，并传递到大脑中，在经过听觉中枢的分析后，便可以进一步确定物体在水中的具体位置了。

曾有学者进行过有关于海豚的回声定位实验：在一个大型的饲养池中，将一块透明的硬塑料片放于水中后，一条双眼被蒙上的海豚却依然可以轻易地避开，并沿着一条正确的路线进行游动。当实验者将活鱼抛入了池中时，海豚立即可以准确地游向活鱼并将其吞食。在海豚游向活鱼的过程中，专业的测试装置记录到了高频声波，由此，我们也可以确定，海豚所发出的高频声波用于回声定位。

齿鲸类本身拥有一些与回声定位相适应的结构特征：在其鼻道前方有一个含脂肪的额隆，起到了声透镜作用，可以令声波集中，是声呐系统中最为重要的组成部分。与其他动物来比，齿鲸类拥有高度的听觉机制。与大多数陆生动物相反，齿鲸类脑中的听觉中枢比视觉中枢要大出了4倍左右。一旦声呐系统出现了故障，或者由于某些原因而导致无法进行正常的回声定位的话，便会出现齿鲸类大量搁浅死亡的悲剧。

当齿鲸类游弋到倾斜度非常小的海滩、浅湾、河口类地方后，声呐系统便会自动失灵。有学者曾经按着鲸鱼的声呐系统工作方式，使用船只来代替鲸鱼进行验证。结果发现，这类地形往往会对自表层水平方向进行的音波回响发生扰乱甚至消除。音波经常会发生越过倾斜的海底，不断继续向前传递的现象，从而导致声呐仪器指示器出现明显的误差，无法正确地指示水体的深度。对于齿鲸类体型较大的海洋生物来说，一旦声呐系统失灵，出现了假象，又过分投入于追逐猎物的话，便很容易会不知不觉将自己陷于搁浅的状态中。如果在退潮的时候还没有返回较深的水域，或者在涨潮的情况下无法游入较深水域的话，便只能坐以待毙了。但是鲸本身的种群行为非常明显，而且又具有高度的友爱行为，鲸群中的其他成员便会奋不顾身地冲到浅滩，救援搁浅的同伴，导致集体搁浅“自杀”的悲惨事件时有发生。

除了齿鲸类拥有回声定位的能力之外，具有回声定位系统的哺乳动物还有蝙蝠与食虫类的短尾鼩、马岛猬科的种类。海豹所发出的声波频率依次为30～60千赫兹、5～17千赫兹、30千赫兹。在鸟类中也有可以用回声定位的，如油鸟和金丝燕。但是这两种鸟与蝙蝠有一个相同的缺陷：如果将其耳朵塞住的话，它们便无法在自己生活的熟悉地方进行飞行，而是到处与同类或者岩壁发生碰撞。唯一与蝙蝠不同的地方是，油鸟与金丝燕在光亮的地方可以运用视觉来对物体进行识别，只有在黑暗的情况下才使用声呐系统来对周边的环境进行信息的获取与分辨，并进而做出迅速的反应。