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趣味物理学
1.1.1.11.5 昆虫的嗡嗡声
昆虫的嗡嗡声


为什么昆虫会发出嗡嗡的声音?在大多数情况下,昆虫并没有发出嗡嗡声的专门器官,这种只有在昆虫飞行时才能听到的嗡嗡声,实际上是昆虫飞行时高速扇动翅膀(每秒钟可达几百次)产生的。昆虫的翅膀就是一个振动的薄片,我们知道,所有以相当快的频率(每秒钟超过16次)振动的薄片都可以发出一定高度的音调。

现在您就可以明白,人们是如何确定各种昆虫飞行时翅膀的每秒振动次数的:只需要根据声音确定昆虫飞行时发出的音调就可以,因为每一种音调都对应着一定的振动频率。借助于“时间放大镜”(见第一章)我们发现,每一种昆虫的翅膀扇动频率基本上是不变的,在调整飞行方式时,昆虫只会改变翅膀的扇动幅度(振动“幅度”)以及翅膀的倾角,只是在气温很低的情况下,昆虫才会加快翅膀的振动频率。这也就是为什么昆虫在飞行的时候发出的声音是一成不变的原因。

举几个例子。我们已经知道,家蝇飞行时可以发出F大调的声音,每秒钟扇动352次翅膀;黄蜂每秒钟扇动翅膀220次。还没有采到花蜜的蜜蜂在飞行时每秒钟扇动翅膀440次,可以发出A大调的声音;而采到花蜜的蜜蜂,飞行时每秒钟扇动翅膀的次数会降低到330次,发出的声音为B大调。甲虫飞行时翅膀的扇动频率较低,发出的声音也就比较低沉。相反,蚊子的翅膀振动频率到达每秒钟500~600次。与昆虫翅膀振动的高频率相比,飞机螺旋桨的转速仅有每秒钟25转。