夜間飛行的秘密

在小學《語文》四年級（上冊）中，有一篇課文叫《夜間飛行的秘密》。文章的一開始就向小朋友們提出了一個問題：

在漆黑的夜里，飛機是怎么做到安全飛行的呢？

與飛機相似的是，蝙蝠也能在夜里飛行。為了弄清楚這個問題，科學家們做了三次實驗。實驗結果證明，蝙蝠能在夜里飛行，靠的不是眼睛，而是靠嘴和耳朵配合來探路的。后來，科學家們經過反復研究，發現了蝙蝠嘴里發出的超聲波是其能在夜間飛行的秘密。

超聲波是什么呢？超聲波是一種聲音，也是由振動產生的。它像是聲音的“超級大聲”版本，但它的頻率比我們平常聽到的聲音要高得多，我們的耳朵聽不到。

除了蝙蝠能夠利用超聲波探路，還有哪些動物可以發出超聲波呢？

海豚是海洋哺乳動物中的“聲吶大師”，它們通過發出超聲波來探測周圍環境和進行交流；一些鯨魚，尤其是齒鯨類（如抹香鯨、領航鯨），也可以利用超聲波進行回聲定位，抹香鯨能夠在極其黑暗的環境中利用超聲波捕獵深海的烏賊；一些生活在激流中的青蛙，也會利用超聲波進行交流，這些青蛙發出高頻聲音，以避免它們的叫聲被快速流動的水聲淹沒。

動物們發出的超聲波傳播出去后可以反射回來，被發出超聲波的物體接收到。就像小朋友們把彈力球扔到地上，球接觸到地面后再彈回到我們的手中一樣。

既然如此，那么，人發出的聲音能不能被反彈？

相信你們這個時候一定想到了回聲。當你站在大山前，對著它大喊“你好”，你會聽到“你好”的聲音從遠處返回，這就是回聲。雖然我們現在不能馬上去大山里大聲呼喊，來驗證聲音是否會被反射回來，但是我們可以做下面這個簡單的小實驗：

找一個比自己的頭大一點的盆，把它對著自己，然后發出“啊”的聲音。接著，慢慢把盆靠近自己。注意聽一聽，當盆靠近嘴巴時，聲音是不是變大了呢？原來，我們發出的聲音也會被反射回來！

在一檔綜藝節目中，一位盲人鋼琴調音師竟然能辨別真假小朋友，你們知道她是怎么做到的嗎？原來，天生的缺陷讓她練就了一種“獨門絕技”：她可以通過不斷彈舌和拍手等動作發出聲音，根據回聲判斷前面的人是真的小朋友還是假的模特。

既然人類的聲音也能被反射回來，那為什么不用人類的聲音進行回聲定位，而要用超聲波呢？其實，這和聲音的波長有關。超聲波的波長非常短，就像一根細細的繩子，能夠繞過小物體之間的縫隙，精確地測量出物體的距離和形狀。這樣，它能“看”得非常清楚，幫助我們更準確地定位。而人類的聲音波長比較長，就像一根粗繩子，當用它來探測時，聲音會分散開，無法精確地判斷周圍的環境。

除此之外，超聲波還是一種高頻聲音，頻率比我們平常說話的聲音要高得多，已經超出了我們耳朵能聽到的范圍。因此，當動物們用超聲波探路或者尋找食物時，能夠悄悄地在夜晚或水下行動，不會吵到其他動物或人類。

小朋友們，你們知道嗎？雖然我們聽不到超聲波，但它在我們的生活中幫助了很多人。讓我們來看看人類是怎么利用超聲波的吧——

①醫生會使用超聲波給我們身體里面的器官“照相”，這叫做超聲波檢查。超聲波就像一臺神奇的“照相機”，能拍出我們看不到的人體內部器官。

②在海洋中，超聲波能幫助潛艇“看”清周圍的環境。潛艇通過發出超聲波判斷附近是否有其他潛艇、船只或者水下障礙物，這種技術叫做聲吶。聲吶就像潛艇的“耳朵”，幫助它們在看不見的水下航行。

③在一些特殊的無人機上，超聲波可以幫助它們在低空飛行時測量與地面的距離，避免撞上障礙物。這就像無人機的“眼睛”，讓它們在復雜的地形中飛得更安全、更靈活。

小朋友們，現在，你們知道了飛機夜間飛行的秘密，那么，還有什么正在悄悄利用超聲波來完成不可思議的任務呢？和小伙伴一起繼續探索下去吧！

左文飛，江蘇省常州市武進區東龍實驗小學科學教師。正高級教師。江蘇省教學名師，江蘇省十佳優秀科技輔導員，全國模范教師，常州市名教師工作室領銜人。