第五部分 科学小阅读 蝉发声的秘密 蝉属同翅目蝉科,蝉有两对膜翅,形状基本相同,头部宽而短,具有明显突出的额唇 基;视力相当良好,复眼不大,位于头部两侧且分得很 开,有3个单眼。触角短,呈刚毛状。口器细长,口器 内有食管与唾液管,属于刺吸式。胸部则包括前胸、中 胸及后胸,其中前胸和中胸较长。3个胸部都具有一 对足,腿节粗壮发达(若虫前脚用来挖掘,腿节膨大,带 刺)。蝉的腹部呈长锥形,总共有10个腹节,第9腹节 成为尾节。雄蝉第1、第2腹节具发音器,第10腹节形成肛门;雌蝉第10腹节形成产卵 管,且较为膨大。 蝉的一生分为四个阶段:从卵开始,卵孵化为幼虫,幼虫再变为蛹,蛹最后蜕化为成 虫———就是我们看到的蝉,蝉卵多产于树木嫩枝皮下组织内,到第二年春夏,蝉卵才孵化 出幼虫来,幼虫长大后爬出来,在草地或树枝上脱去外壳,蜕皮成蝉,等翅膀变硬,雄蝉就 在树枝上高唱“知了”,与雌蝉交配后不久就会死去。 雄蝉会鸣叫,它的发音器在腹部,在腹部两侧里面有振动膜,叫作声鼓,外面长有盖 板,叫作鼓盖,它能保护声鼓。在鼓盖与声鼓中间有一个空腔,叫作共振室,它的作用就 像音箱,具有调音和扩音功能。整个发音器像蒙上了一层鼓膜的大鼓,发声时它发达的 肌肉牵拉着声鼓,肌肉收缩时,声鼓向里凹进,肌肉松弛时,声鼓向外凸出,鼓膜受到振动 而发出声音,鸣肌每秒能伸缩约1万次,盖板和鼓膜之间是空的,能起共鸣的作用,所以 其鸣声特别响亮。并且蝉能轮流利用各种不同的声调激昂高歌。雄蝉每天唱个不停,是 为了引诱雌蝉来交配,它们并不能听见自己的“歌声”。雄蝉能发出3种不同的鸣声:集 合声,受每日天气变动和其他雄蝉鸣声的调节;交配前的求偶声;被捉住或受惊飞走时的 粗粝鸣声。雌蝉的乐器构造不完全,不能发声,所以它是“哑巴蝉”。 【动动小脑筋】 5 8 人耳为什么能听声辨位 在看电影的时候,3D音效往往可以使我们感受到声音的远近和方位;另外,在电视 剧中经常能看到演员用抖动耳朵,来表现分辨声源的方位。在现实中,我们听声辨位时, 经常会不自觉地将头轻歪,这是为什么呢 实际上是因为我们长有两只耳朵,神经系统通过对比 同一个声源到达两耳之间的时间差以及强度差,就可以判 断出声源在水平方向上的位置。 当声音来自左右时,人耳左右定位有两种方式:1.通 过时间差定位。比如一个声音如果从左边来,那么左耳先 听到它,于是做出判断:喔,原来你在我靠左的位置。但是 当声音发出的频率超过1500Hz时,你的左右耳就无法分 辨出哪个先到达你的耳朵。这时双耳就会根据不同音量 大小来分辨方向了。2.通过声源的大小定,如果右边的 声音大,左边的声音小,我们就判断声源更靠近右边一些;而如果左右两边的音量大小越 接近,那么我们会感觉声音越接近中心。 当声音位于正前方或者正后方时。这两个声音到达你左右耳时,听起来音量一样 大,并且同时被你听到。你便无法区分它们是前面传来的还是后面传来的。换句话说, 此时之所以能够定位,是来自神经系统对单耳接收到的声音进行特征分析和识别从而得 出的结论。其中甚至会包括来自联想和以往经验的要素在起作用,故实际过程非常 复杂。 【动动小脑筋】 5 9 蝙蝠夜间飞行的秘密 意大利的斯帕拉捷,从小就热爱生活,也爱提怪问题。1793年夏天,他发觉蝙蝠能 在漆黑的夜空中飞行,而他自己却什么也看不见,只听见蝙蝠边飞边吱吱地叫个不停。 于是,他想蝙蝠肯定长着一双“夜光眼”,要不然它怎么能在黑夜捕捉食物呢 喜欢大胆 想象的斯帕拉捷,竟想出一个馊主意:把蝙蝠的眼睛弄瞎,看它怎么飞 可是,他的恶作剧并没有成功,被刺瞎了眼 睛的蝙蝠,照样若无其事地飞来飞去,既没有碰 到墙上,也没撞在树上。他想:“没有眼睛照样飞 行自如,那它是靠什么来辨别方向的呢 ”这个问 题激发了斯帕拉捷研究蝙蝠的兴趣,时而堵鼻 子,时而割舌头,甚至把黑漆涂 ... ...
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