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《聪明泉》

开博时间:2016-11-21 21:27:00

由江西省科学技术协会在内的幼教刊物,省级期刊,中科双效期刊。聪明泉开展教育科学研究和学科基础理论研究,交流科技成果,促进学院教学、科研工作的发展,为教育改革和社会主义现代化建设做出贡献。

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螳螂和复眼速度仪

2008-09-20 18:17:45

  螳螂是很常见的一种昆虫。它扁平的头,长长的脖颈,苗条的身驱披着绿色的长翅,两条弯刀状前足,长着锐利的锯齿,如同削铅笔的刀片弯入刀鞘内。

  螳螂是捕捉害虫的能手,不但食量很大,而且吃的害虫也很多,如:苍蝇、蝴蝶、蛾子、青虫、蝉等,蝗虫则是螳螂最喜爱的美食。

  “祈祷的预言家”

  螳螂姿态端庄、威严,走路时只用中、后足,长长的脖颈高扬起来,昂首阔步,气派十足,很像一匹骏马在漫步,所以很多人都叫它天马。

  螳螂英语的名字是Mantis,据说来源于希腊语,是“先知,预言家”的意思。原来,古希腊人把它高举前足的姿势,与预言家祷告时的双手联系起来,所以叫它“祈祷的预言家”。而日本人则叫它“巫女”,说它的姿势酷似坏心的巫婆正念咒语害人。法国人的叫法更有想象力,叫它“乞食虫”,说它高举双手,很像叫化子要饭的可怜相。

  其实,螳螂的这个经常性动作,是它警惕周围环境,摆弄阵势,做捕食前的准备呢。

  当螳螂前面出现一只苍蝇,它马上转动着头,先做瞄准,然后挥动长刀样的前足,迅速出击,前后只有不到百分之五秒的时间,可怜的苍蝇还没有觉察到一丝声响,就已经断送了性命。

  精确的“瞄准仪”

  螳螂为什么会有这种快速很准确的扑食本领呢?

  一是螳螂有一对复眼,每只复眼由几千个小眼组成。当苍蝇急速运动时,影像在螳螂复眼中快速移动,从一个小眼到达另一个小眼。有的小眼先看到苍蝇,有的小眼后看到苍蝇。它们把接受的图像信号不断送往大脑,因此,大脑收到小眼送来的电信号有先有后。

  螳螂看到苍蝇的运动不是连续的,而是一个个单镜头组成的电影镜头。因此,螳螂不但能看清苍蝇,还能感受到苍蝇飞行的快慢。科学家认为,这种眼睛是一种高超的速度仪,它能计算出苍蝇的飞行速度。

  二是螳螂的脖子也很奇怪,它由许许多多根纤维组成。当螳螂的眼睛跟踪苍蝇时,头也随着转动。头部向右转动时,右侧的纤维被压弯,左侧的纤维被拉直。纤维的底部与神经细胞相连,它们的运动可以刺激神经细胞,使神经细胞产生电信号。而左右神经感受到的差别信号,正是螳螂头部旋转角度的量度,这是极为准确的瞄准器。

  根据眼睛和脖子纤维的共同工作信息,螳螂的大脑能测出小虫的距离和角度,从而达到迅速、准确、百发百中。

  对科学家的启示

  螳螂眼睛的瞄准原理,对科学家的启示很大。经过试验,人们发明了一种复眼速度仪,用来测量空中飞行物的速度。

  复眼速度仪中也有许多小眼,它们是一个个光接收器。这些光接收器像小眼那样,平行排列在一起,并与计算机相连。当飞行物出现时,它们像小眼那样,有的先看到飞行物,有的后看到飞行物,由于它们看到目标的时间、位置、角度都不同,产生的电信号也各自不同,于是计算机收到了不同的信号,根据这种信号的差别,计算机能迅速测算出飞行物的速度。

  高射炮在击落敌机时,必须掌握敌机的飞行速度,根据飞行速度,瞄准它前进方向的某一点射击,才能命中目标。高射炮安装了复眼速度仪后,几秒钟之内就能瞄准敌机,大大提高了命中率。

  飞机上安装了复眼速度仪后,驾驶员可以随时了解飞机的速度。在着陆时,既不会由于飞得太快而滑出跑道,也不会因为飞得太慢而耽误了时间。

  在导弹上安装了复眼速度仪,能使它在飞行中,不断测定敌机的速度,从而变化自己的速度,对目标穷追不舍,最后达到击中目标。

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