이때, 사람들은 이미 알고 있었지만 관심을 기울이지 않은 동물들의 현상을 떠올릴 것이다. 예를 들어, 박쥐 한여름 밤, 모든 것이 고요했지만, 밤나방 한 마리가 공중에서 놀라 허둥지둥 도망쳐 필사적으로 날개를 펄럭이며 빙빙 돌다가 갑자기 하늘을 뒤집었다. 무슨 일이야?
원래 야나방과의 천적-박쥐 도 따라왔다! 잿빛 검은 날개를 치고 힘껏 눌러 탐욕스러운 입을 벌렸다 ...
이처럼 짜릿하고 흥미진진한 생물 대전은 생물 물리학자들이 자주 관찰하는 현상이다.
박쥐 들은 낮에 거의 나오지 않고 시야가 매우 낮은 밤에 나와서 먹이를 찾는다. 어떻게 밤에 유연하고 정확하게 음식을 잡을 수 있을까요? 특히 인간이 박쥐 시력이 좋지 않고 어떤 의미에서 실명을 발견할 때, 박쥐 이 어떻게 사냥감을 발견하고 사냥물의 방향과 거리를 정확하게 측정하는지 상상하기 어렵다. 그래서 누군가가 박쥐 실험을 했다. 그들은 박쥐 의 후각 과 미약한 시각 을 제거하고, 한 방 에 밧줄 을 묶고, 밧줄 에 많은 방울 을 걸어 놓고, 시각 과 후각 을 잃은 박쥐 을 방 에서 날게 했다. 놀랍게도, 벨소리가 울리지 않고, 박쥐 () 는 집 안에서 자유롭게 날 수 있고, 어떠한 장애물도 부딪치지 않았다.
놀랍게도, 박쥐 목구멍은 강렬한 초음파를 낼 수 있다. 초음파가 물체에서 튕겨 나올 때, 박쥐 큰 귀와 내이는 최고의 안테나와 수신기이다. 메아리를 받으면 물체의 방향과 거리뿐만 아니라 물체의 크기도 인식할 수 있으며 음식, 적, 넘을 수 없는 장애물도 구분할 수 있습니다.
잠수함이 수중을 항해할 때' 음파 탐지기' 시스템이 있다는 것은 잘 알려져 있다. 그것은' 음파 탐지기' 를 이용하여 적의 전함의 방향과 위치를 탐지하여 공격을 개시한다. 박쥐 진폭의' 메아리 위치' 시스템은 잠수함의' 음파 탐지기' 와 매우 비슷하다. "음파 탐지기" 는 "음향 탐색 및 거리 측정" 을 의미하는 소나의 약자 음역입니다. 하지만 박쥐 "음파 탐지기" 는 살아 있고, 인공 "음파 탐지기" 보다 훨씬 민감하며, 이것은 바이오닉스에서 연구 주제이기도 하다. (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 과학명언)
특히 박쥐 타고난' 음파 탐지기' 는 1 초 내에 250 개의' 메아리' (목표) 를 포착하고 분별할 수 있으며, 현대 신기술 레이더가 목표 (비행기) 를 포착하고 분별하는 능력도 마찬가지다.
또한 박쥐 타고난' 음파 탐지기' 의 간섭 방지 능력이 매우 강하다는 점도 유의해야 한다. 사람들이 박쥐 초음파보다 100 ~ 200 배 더 강한 간섭 소음을 만들려고 해도 목표물에 대한 박쥐 추적과 추격을 방해할 수는 없다. 이것은 현대 인공 음파 탐지기가 도달 할 수없는 것입니다. 그리고 박쥐 타고난' 소나' 는 무게가 몇 그램에 불과하며, 수백 킬로그램에 달하는' 소나' 나 더 무거운' 레이더' 디자이너들을 어안이 벙벙하게 만들었다.
박쥐 때문에 천연 음파 탐지기가 있어 캄캄한 밤에 1 초에 10 여 마리의 모기를 잡아먹을 수 있다. 이 때문에 어떤 사람들은 박쥐 "라이브 소나" 라고 부릅니다. 어떤 사람들은 그것을 "라이브 레이더" 라고 부릅니다.
생물학자들은 이런 이상한 현상을 연구한 결과, 박쥐 비행 중에 간헐적으로 귀에 들리지 않는 소리를 내는 것을 발견했다. 이 소리의 주파수는 25000-70000Hz 이고, 사람이 들을 수 있는 소리의 주파수는1.60,000-0.20,000 Hz 이다. 박쥐 진폭은 초당 평균 30 회, 목표에 접근할 때 초당 60 회 정도 불리며, 나오는 음파가 주변 물체에 부딪혀 반사된다. 박쥐 청각은 매우 민감하여 반사되는 음파를 정확하게 받고 반사되는 음파의 거리, 방향, 성질을 판단할 수 있다. 이런 식으로, 박쥐 뿐만 아니라 먹이에 정확 하 게 돌진 할 수 있다, 또한 각종 장애물을 피할 수 있다. ... 먼 곳의 목표를 박쥐 검색, 탐지 및 찾을 수 있는 능력은 사람들에게 깊은 계시를 주었다. 분명히, 빠르게 반사되는 물질을 찾고 이 물질을 발사하고 수신할 수 있는 장비를 만들면 지평선 시청과 지평선 청취를 실현할 수 있습니다. 광파와 음파는 모두 이런 성질을 가지고 있는 것으로 밝혀졌는데, 단지 달성해야 할 탐사 거리가 멀고, 음파 속도가 너무 느리기 때문에 오차가 클 뿐만 아니라 반응이 느리기 때문이다. 비행기의 비행 속도는 음속을 두 배 이상 넘을 수 있는데, 이는 음파가 아직 반사되지 않아 비행기가 이미 도착했음을 나타낸다. 광파의 속도는 음속 80 만 배가 넘지만 광파는 기상 조건의 영향을 많이 받아 구름을 만나면 멈추고 둘 다 수요를 충족시키지 못한다.
나중에 사람들은 전파가 광파의 속도를 가지고 구름과 안개를 뚫고 목표물에 반사될 수 있는 이상적인 물질이라는 것을 알게 되었다. 공기 중의 전파의 속도는 빛의 속도와 마찬가지로 기후의 영향을 받지 않는다. 그것은 구름을 뚫고 안개를 깨는 능력을 가지고 있어 악천후 조건이나 야간에 일할 수 있다. 전파를 송수신할 수 있는 장치를 개발하기만 하면 지평선 시청과 지평선 청취를 실현할 수 있다.
전파를 발사하고 수신함으로써 검색과 탐사 임무를 완수하는 이 장치의 영어 이름은 RADAR 로, 원래는' Radio Direction Finding and Ranging' 으로, 중국어로 번역하면 레이더다.
1864 년 영국 물리학자 맥스웰은 빛과 전파가 모두 전자파라는 이론을 내세워 전파의 전파 속도가 빛의 전파 속도와 같은 결론을 내렸다.
1888 년 독일 물리학자 헤르츠는 전극의 불꽃진동방전을 이용하여 전파를 얻어 맥스웰의 이론을 증명했지만 헤르츠는 전파를 통신에 사용할 수 없다고 생각했다.
1895 년 러시아의 포포프는 전파를 받을 수 있는 기구를 발명하고 함선의 전파에 대한 반사를 발견했는데, 이는 전파를 이용하여 보이지 않는 목표를 찾을 수 있다는 것을 보여준다.
1904, 독일 발명가 크리스티안? Hueers Mayer 는 실험실에서 원시 레이더를 실험하고 레이더 설계 특허를 획득했지만, 이 원시 레이더의 탐지 거리는 음파 위치기의 거리에 미치지 못했다.
이런 식으로, 제 1 차 세계 대전이 끝나기 전에 레이더는 실제 응용의 성과를 거두지 못했지만, 레이더에 대한 인간의 요구와 과학 기술의 진보는 이미 인류를 진정한 레이더를 만드는 데 한 발짝 떨어진 곳에 있게 했다.
일본인의 태도는 각국의 조기 발전 레이더가 가장 기억에 남는 것이다. 일본 발전 레이더의 기술 기반이 비교적 약해서 레이더에 대해 전혀 모른다고 할 수 있다. 하지만 일본도 레이더 기술을 만들 기회가 있었지만 일본인의 무지로 이 기회를 잡지 못했다.
1930 년 레이더 제조 기술은 획기적인 발전을 이루었지만 여전히 실험에서 실용으로의 과도기에 처해 있다. 이때 스피치라는 미국 전자과학자는 그를 30 만 달러에 발명하고 실험한 레이더 원형인' 전자기파 탐지기' 를 일본 해군에 팔려고 했다. 이 설비는 방대하고 성능도 완벽하지는 않지만 레이더 제작을 위한 기본 기술을 포함하고 있다. 일본인이 이런 기구를 얻으면, 그들은 곧 실용적인 군용 레이더를 개발할 수 있다.
당시 일본인들은 레이더에 대해 많이 알지 못했는데, 특히 레이더의 군사적 의의가 있었다. 일본군이 받아들이기 어려운 것은 레이더가 X, Y 이축 좌표 대신 극좌표를 사용하여 방향을 결정한다는 것이다. 그들은 이 육중한 녀석이 한 지점에서 발사된 전자파로 장거리 목표를 찾을 수 있을 뿐만 아니라 목표의 방향과 거리를 측정할 수 있다는 것을 믿기 어렵다. 그러나 그들은 결국 65438+ 만 달러를 제시하여 이 기구를 구입했는데, 그것이 정말 유용한지 아닌지 잘 모르겠다. 하지만 스피츠는 이 가격을 받아들이기를 거부했다. 이날 본인이 스피츠와 가격 흥정을 할 때 미군은 스피츠의 발명에 흥미를 느꼈고, 이런 기기의 군사적 가치와 일본인에 의해 구매될 경우 발생할 수 있는 손실을 예견했다. 미군은 스피츠가 요구한 가격에 따라 육중한 설비를 구입했을 뿐만 아니라 스피츠가 일본인과 접촉하는 것을 금지하여 일본인들이 레이더를 만드는 것을 최소한 10 년 늦게 만들었다. 태평양 전쟁이 발발할 때까지 미국인들은 이미 군함에 대량의 레이더를 장착하여 일본 군함을 찾아 추적했고, 일본 해군은 레이더가 무엇인지 아직 알지 못했다.