课 题： 6蝙蝠和雷达 课 型： 起始课 课 时： 1

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小问题：科学家是怎么从蝙蝠身上得到启示而研制出了雷达的？

蝙蝠和雷达

飞机为什么在夜里能安全飞行呢？原来是人们从蝙蝠身上得到了启示，给飞机装上了雷达。

蝙蝠通常是在夜间飞行的。它无论怎样飞，都不会撞上什么东西；即使一根很细的电线，它也能避开。这是什么原因呢？

为了弄清这个问题，100多年前，科学家做过一次试验。他们在一间黑屋子里拉了许多绳子，绳子上系了许多铃。然后，他们把蝙蝠的眼睛蒙上，让它在屋子里飞。飞了几个钟头，它一个铃也没碰响。接著，科学家又做了两次试验。一次把蝙蝠的耳朵堵上，一次把蝙蝠的嘴封住，让它在黑屋子里飞。在这两次试验中，蝙蝠到处乱撞，铃不断地响起来。试验证明，蝙蝠夜间飞行，探路的工具不是眼睛，而是嘴和耳朵。

经过反复研究，这个秘密揭开了。蝙蝠在空中飞行，一边飞一边从嘴里发出一种声音。这种声音叫做“超声”，人的耳朵听不见，蝙蝠的耳朵却听得见。超声像波浪一样向前推进，遇到障碍物反射回来，蝙蝠的耳朵就听到了。蝙蝠就是用嘴和耳朵探路飞行的。

飞机上的雷达就相当于蝙蝠的嘴和耳朵。雷达通过天线，发出无线电波。遇到障碍物，无线电波就反射回来，显示在荧光屏上。有了雷达，飞行员就能驾驶飞机在夜间安全飞行了。

小问题：下文介绍了哪些人类的“老师”？为什么说它们是人类的“老师”？

人类的“老师”

科学家从鱼儿在水中自由升降的现象中得到启示，发明了潜水艇。可以说，鱼类是人类的“老师”。

其实，自然界可以充当人类“老师”的生物何止鱼类一种。

人类自古就想象鸟儿一样飞上蓝天。科学家认真研究了鸟类飞机的原理，终于在1903年发明了飞机。30年以后，由于飞机速度的不断提高，经常发生机翼因剧烈抖动而破碎的现象，造成机毁人亡的惨祸。过了好久好久，人类才从蜻蜓那里找到了防止这类事故的方法。原来，每只蜻蜓的翅膀末端，都有一块比周围略重一些的厚斑点，这就是防止翅膀颤抖的关键所在。要是早知道这一点，科学家可以少花多少精力呀！现在，飞机设计师吸取了这一教训，注意研究苍蝇、蚊子、蜜蜂等的飞行特点，造出了许多具有各种优良性能的新式飞机。

从前，在大海中航行的轮船，虽然头是尖尖的，但总是开不快。而有圆圆的大头的鲸，却常常轻而易举地超过海轮。这是什么原因呢？科学家们仔细研究了鲸，发现它的外形是一种极为理想的“流线体”，而“流线体”放在水中受到的阻力是最小的。后来，工程师模仿鲸的形体，改进了船体的设计，大大提高了轮船航行的速度。

一个人握住一个鸡蛋使劲的捏，无论怎样用力也不能把它捏碎。薄薄的鸡蛋壳之所以能承受这么大的压力，是因为它能够把受到的压力均匀地分散到蛋壳的各个部分。建筑师根据这种“薄壳结构”特点，设计出许多既轻便又省料的建筑物。人民大会堂、北京火车站以及其他很多著名建筑，屋顶都采用了这种“薄壳结构”。

此外，人们模仿袋鼠造出了会跳跃的越野汽车，模仿某些贝壳制成了外壳坚固的坦克……

自然界的种种生物真是人类的好“老师”啊！

小问题：防伪纸币是怎么制造出来的？

从蝴蝶翅膀到防伪纸币

在一般人看来，蝴蝶翅膀与防伪纸币或防伪信用卡本是南其辕北其辙互不着边的两个事物，根本没有什么联系，可是，只要你耐心读完这不到千字的小文，你就会明白这其中确有某些因缘，而且，你还会看到仿生学这个学科的又一个妙用。

日前发表在英国《自然》杂志上的关于一种生活在印度尼西亚的蝴蝶翅膀的颜色的形成问题的报告，不仅向我们展示了大自然的奥妙，也为我们研制更新的、坏人再也无法伪造的防伪纸币打开了一条仿生学的思路。

英国埃克塞特（Exeter）大学薄膜光子实验室的物理学家乌维西克（Vuvisic）和另外两名同事，由于一个偶然的机遇，在几年前开始研究一种名叫大凤蝶的蝴蝶翅膀，这个蝴蝶的翅膀颜色本来是有黄有蓝，但是在人眼里就成为闪闪发光的绿色。他们用显微镜观察大凤蝶翅膀发现，蝴蝶翅膀上竟然布满了下凹的小坑，这些小坑太小，尺寸只有大约万分之四厘米，小坑底是黄色，而坑的斜坡是蓝色的。乌维西克用如下方式来解释为什么在人看来大凤蝶的翅膀是绿色的：当光线照射到坑底时，它被反射而呈黄色，而照射到小坑一个斜坡的光线也被反射，但此反射光线又入射到另一斜坡再被反射，此时，由于小坑太小，人眼无法将从坑底反射的黄色光与周围两次反射的蓝色光区分开来，从而感觉到的是绿色。另外，他们还发现，这两次反射也改变了光的极化方向，人眼无法区别这一改变，但是蜜蜂等昆虫却能察觉。要解释光的极化方向还真需要点专门知识，浅显但不太精确的解释就是光子在电磁场中振动的方向。

换了我们常人，发现这些奥妙，大概也无非是击掌赞叹造化的神奇，此外就不在做什么了。然而乌维西克等人却想到假币。他们目前正在研究如何仿照大凤蝶翅膀的结构，在纸币或信用卡上也不满小坑，这样无论制造伪钞者将假币印制得在外表上与真币多么相似，他们绝没有技术也在假币上布满分布和大小都与真币一样的小坑，只要用专门的光学设备发出极化光一照，看看反射光的极化方向，就会真假立现，我们辛辛苦苦挣来的那点血汗钱也就再不会被骗子骗走了。你看，蝴蝶翅膀与防伪纸币有没有关系？

小问题：苍蝇的眼睛有什么特点？现在哪些物体的功能是受苍蝇眼睛的启发而发明的？