科学家详细解释蜂鸟发出嗡嗡声的原因

  据外媒BGR报道,在这个星球上所有的鸟类中,蜂鸟是最特的一种,也是最迷人的一种。即使你住在一个有蜂鸟的地区,实际上看到一只蜂鸟仍然是一个极其罕见的景象。然而,当一只蜂鸟俯冲而来时,你一定会认识它,这要归功于它快速拍动翅膀发出嗡嗡声。蜂鸟翅膀移动速度超快,但其声音产生背后的实际力学原理是什么?这正是科学家们想要弄清楚的,在发表在《eLife》上的一项新研究中,一个研究小组首次详细解释了这一点。

  解读蜂鸟发出的嗡嗡声的一大挑战是它的翅膀移动速度非常快。研究人员需要一些设备来实际研究鸟类的任何程度的准确性,但斯坦福大学的研究人员能够设计一个由麦克风、相机和压力传感器组成的系,这些传感器足够敏感,能够检测到翅膀扇动产生的气压变化。这使得他们能够生成一个“3D声学模型”,最终揭示了蜂鸟嗡嗡声的秘密。

  嗡嗡声是由 “翅膀的上侧和下侧之间的压力差产生的,这种压力差在幅度和方向上都会随着翅膀的来回扇动而发生变化。”研究人员在一份新闻稿中解释说。较大的鸟类在飞行时可能会产生 "嗖嗖 "的声音,这是由有力但缓慢的扇动所产生的,使它们保持在高空,蜂鸟之所以会发出嗡嗡声,是因为它们的翅膀移动得太快,翅膀的上冲程和下冲程都有压力,使鸟类可以悬停,但也使每次扇动的声音模糊成嗡嗡声。

  “这就是鸟类和昆虫发出不同声音的原因,”该研究的合著者David Lentink在一份声明中说。“蚊子会发出嗡嗡声,蜜蜂会发出嗡嗡声,蜂鸟会发出嗡嗡声,大型鸟类会发出嗖搜声。大多数鸟类都相对安静,因为它们在下冲时的翅膀跳动过程中只产生一次大部分的升力。蜂鸟和昆虫较吵,因为它们每一次翅膀跳动都会产生两次。”

  研究人员表示,虽然这项研究结果本身很有趣,但也可能应用于未来的技术,如新型无人机在空中巡航时更安静。当然,由于一些蜂鸟在一秒钟内拍打翅膀的次数可以达到80次,所以我们不太可能在短期内看到能够模仿这些奇特鸟类的无人机。

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