如果你站在山谷中大喊一聲，不久就能聽到自己的回音。這種現(xiàn)象肯定每個人都經(jīng)歷過！不過這到底是什么原理？發(fā)出去的聲音（原聲）又回頭向你吶喊，二者究竟有什么關(guān)聯(lián)呢？

由于震動，產(chǎn)生聲音

回答這個問題之前，首先要弄明白聲音是如何產(chǎn)生及傳播的。簡單來說，聲音的產(chǎn)生是因為“有東西在振動”，例如打鼓有鼓聲，是因為鼓面振動，人的聲音是因為聲帶振動……當振動產(chǎn)生時，會擾動、壓迫周圍的空氣，被擠壓的空氣會進一步推動更外圍的空氣，如此就形成一種波，叫“聲波”。聲音就是以“波”的形式傳播的。如果物體沒有振動，一切都是靜止的，也不會有聲音產(chǎn)生。

聲音產(chǎn)生后，要傳送到我們的耳朵里，還必須有介質(zhì)，否則我們就無法聽到。介質(zhì)可分為固體、液體、氣體，如木材、水、空氣等。固體的傳播速度最快，氣體最慢，最常見的介質(zhì)是空氣。

介質(zhì)影響，條件回傳

月球上因為幾乎是真空的狀態(tài)，所以航天員只能借助對講機才能相互通話。此外，介質(zhì)的種類、溫度、密度及濕度等都會影響到聲音的傳播。

聲音在傳播時如果碰到障礙物，例如山谷、高大的建筑等，就會反射回來，這便是回音，也叫回聲。不過，回聲能夠讓我們聽到，也不是沒有條件。首先，因為我們的耳朵無法分辨0.1秒之內(nèi)的兩個聲音，所以原聲和回聲之間至少要有0.1秒的間隔。其次，音源（發(fā)音體）和回聲反射面也至少要有17米的距離。

為什么是17米？因為聲音的速度是約每秒340米，套上公式：已知距離（來回）=速度×?xí)r間，這樣就得出了單段距離17米。

我們平常在都市里不容易聽到回聲，原因除了距離不夠，不夠空曠之外，生活周遭有窗簾、柔軟的衣服等物質(zhì)會吸收聲音，也是原因之一。如果有人想避免回聲的干擾，正好就可以利用這些物質(zhì)了。除此之外，使用吸音板或者把墻壁弄得凹凸不平，也是個不錯的方法。

回聲的應(yīng)用領(lǐng)域主要在探測距離上。科學(xué)家根據(jù)回聲定位的原理發(fā)明了所謂的聲吶，可用來探測海深、冰山、魚群、油礦甚至潛艇的位置等。聲吶指的是一種利用聲波傳播和反射的特性來探測、處理水下距離與動態(tài)的電子設(shè)備。

聲波反射，聲吶發(fā)明

最早的聲吶裝置是英國人在1906年發(fā)明的，不過技術(shù)并不成熟。著名的“鐵達尼號”在1912年不幸沉沒，曾刺激了科學(xué)家加速對水下探測儀的研發(fā)。第一次世界大戰(zhàn)時，德國的潛艇像幽靈一樣神出鬼沒，短短幾年就擊沉了協(xié)約國四千多艘軍艦和商船，當時協(xié)約國就是沒有相關(guān)的聲吶裝置，所以根本無法偵測到德國潛艇的蹤跡。

動物回聲，精準定位

動物界也有許多利用回聲定位的例子。動物回聲定位是一種經(jīng)由蝙蝠、海豚和其他動物使用反射聲來決定物體位置的技術(shù)。這使得動物能夠在漆黑的環(huán)境中移動，這樣它們就可以導(dǎo)航、狩獵，還可以識別朋友和敵人，并避開障礙物。

通常，蝙蝠、鯨魚、海豚、一些鳥類（如夜間活動的油鳥）、一些鼩鼱及來自馬達加斯加的類似馬島企鵝等，都具有回聲定位能力。另一個可能的候選者還有刺猬。更令人難以置信的是，一些盲人也具有回聲定位的能力。

回聲定位使蝙蝠能夠在夜間及黑暗的洞穴中飛行，這樣它們就可以找到夜間飛行的昆蟲。蝙蝠是在喉部發(fā)出回聲定位，通過嘴巴發(fā)出聲音。幸運的是，大多數(shù)蝙蝠的聲音太高，人類聽不到，有些蝙蝠的尖叫聲高達140分貝，相當于30米外噴氣發(fā)動機的聲音。

蝙蝠可以偵測到5米之外的昆蟲，計算出其大小和硬度，還可以避開像人類頭發(fā)絲一樣細的電線。當蝙蝠接近獵物時，它會加大叫聲來精確定位獵物。

為了避免被自己的叫聲傷害到自己的耳朵，蝙蝠在發(fā)聲前會關(guān)閉中耳，并在一瞬間恢復(fù)聽力以聽取回聲。

而海豚和鯨魚則通過水下物體反射高音調(diào)的咔嗒聲來使用回聲定位，形成喊叫和相撞回聲。這些聲音是通過氣孔的鼻道擠壓空氣而發(fā)出。然后這些聲波傳遞到它們的前額，那里有一個大脂肪團，它們聚集成光束。

如果回聲定位呼叫擊中某物，反射的聲音就會通過動物傳遞到耳朵?；芈暥ㄎ宦曇羧绱酥?，以致海豚和鯨魚的耳朵被照亮以保護它們。海豚和鯨魚使用這種方法來計算物體的距離、方向、速度、密度和大小。

利用回聲定位，海豚可以探測小到高爾夫球大小，大到一個足球場大的物體，比它們能看到的距離要遠得多。通過移動頭部將聲束瞄準魚的不同部位，海豚還可以區(qū)分物種。

大家現(xiàn)在應(yīng)該知道動物究竟是如何利用回聲定位來導(dǎo)航、狩獵、識別其他物種及避開障礙物的了吧！