你是否注意过,蝙蝠飞行中经常会撞上窗玻璃。这件事细想一下是有点蹊跷的:鸟类撞到玻璃上是可以理解的,因为 ① , 它们可能把透明的玻璃当作空无一物的窟窿了。但蝙蝠呢,它们靠的可不是视觉, ② 。玻璃透不透明跟超声波有何关系?其实,玻璃的透明程度跟超声波确实没有任何关系,但玻璃的另一性质却跟超声波大有干系, ③ 。让蝙蝠碰壁的原因正是这个。
我们在生活中都有经验:在黑暗中,当你拿手电筒朝镜子以一定的倾斜度照射时,除非你跟镜子靠得很近,否则是不容易在镜中看到亮光的。因为光的反射遵循“反射角等于入射角”的反射定律,而镜子是光滑表面,光以一定的角度入射,只能从一定的方向反射出来,而你的眼睛不定恰好处于这个方向上,就看不到反射的光。但假如你照射的是一面粗糙的墙壁,那就不一样了。在这种情况下,光会从各个角度反射出来,总有一些会进入你的视野。这就是光学上,镜面反射与漫反射的区别。超声波虽是一种性质与光波截然不同的波,但在反射的问题上,遵循与光波同样的规律。
我们知道,蝙蝠是靠嘴巴发出超声波,然后通过耳朵接收回声来定位的。它发出的超声波,像手电的光束一样,有一定的方向性。超声波遇到像玻璃那样的光滑表面,反射波也会集中在某个固定的方向。如果蝙蝠不处于这个方向,它们就很难听到回声。没收到回声,它们就误以为前方空无一物,于是一头撞了过去。