Эхо, эхолот, эхолокация

ЭХО (от имени ни мфы Эхо в древнегреческой мифологии), волна (ак у стическая, элек тромагнитная и др.), отражённая от препятств ия и принятая наблюдателем. Акустическое эхо можно наблюдать, например., при отраж е нии звукового импульса (с ту ка, короткого отрывистого крика и т. д.) от х о рошо отражающих поверхностей. Эхо различимо на слух, если приня тый и по сланный импульсы разделены интерва лом времени t 5= 50— 60 мсек. Эхо ста новится многократным, если имеется несколько отражающих поверхн о стей (вблизи группы зданий, в горах и т. д.), звук от которых приходи т к наблюдателю в мо менты времени, различающиеся на интер валы t 50— 60 мсек. Гармонич. Эхо возникает при рассеянии звука с широким спектром ч а стот на препятствиях, разме ры которых малы по сравнению с длинами волн, составляющих спектра. В помеще нии отдельные многочисленные эхо с лив а ются в сплошной отзвук, называе тся реверберацией. Эхо может служить средством измерения расстояния от источника сигнала до отражающего об ъ екта: г = ст/2, где т — промежуток времени между посылкой сигнала и во з вращением Эхо., а с — ско рость расп ространения волн в среде. На этом принципе осн о ваны различные при менения эхо-сигналов. Акустическое эхо п ри меняется в гидролокации, а также в на вигации, где для измерения глуб и ны дна применяют эхолоты. Электром агнитным эхо пользуются в радиол о к ации; отражаясь от ионосферы, оно позволяет осущест влять коротковолн о вую радиосвязь на большие расстоя ния и судить о свойствах ионосферы. Принцип эхо-волны начи нает применят ься и в оптическом диапазоне эле к тр омагнитных волн, генерируемых квантовым оптическим генератором. Упруг ие волны, распространяющиеся в земной коре, отражаясь от слоев ра з личных гор ных пород, образуют сейсмичес кое эхо, этим пользуются для п о иска месторождений ископаемых. При помощи Эхо измеряется глубина б у ровых скважин (“эхометрирование” скважи н), высота уровня жидко сти в б а ках (у льтразвуковые уровнеме ры). Эхо-методы широко применяются в ул ь тразвуковой дефектоскопии. Аку стическо е эхо. для некоторых животных (летучих мышей, дел ь финов, китов и др.)служит средством ориентировки и поиска добычи (см. Локация звуковая). ЭХОЛОКАЦИЯ (от эхо и лат. locatio — размещение) у животных, и з луче ние и восприятие отражённых, как пра вил о, высокочастотных, звуковых сигна лов с целью обнаружения объектов в пр о странстве, а также получения информа ции о свойствах и размерах лоциру емых целей (добычи или препя т ствия). Эхо— один из способов ориентации животных в пространстве. Эхо развито у летучих мышей и дельфинов, обнаружена у зем лероек, ряда видов ластоноги х (тюлени), птиц (саланганы и некоторые др.). У дельфинов и лет у чих мышей Эхо осно вана на излучении ультраз вуковых им пульсов частотой до 130— 200 кгц при длительности сигналов обычн о от 0,2 до 4— 5 мсек, ин о гда более. С помо щью эха дельфины даже с закрытыми глазами могут нах о дить пищу не только днем, но и ночью, определять глубину дна, близость б е рега, погруженые пр едметы. Их эхолокационные импульсы человек воспр и нимает как скрип двери, поворачивающейся на ржавых петл ях. Свойственна ли эхолокация усатым китам, издающим сигналы с частотой лишь до н е скольких килогерц, пока н е выяснено. Звуковые волны дельфины посылают направленно. Жировая подушка, лежащая на челюстных и межчелюстных костях, и вогнутая передняя п о верхность черепа действуют как звуковая лин за и рефлектор: они концентр и руют с игналы, излученные воздушными мешками, и в виде звукового пучка направля ют их на лоцируемый объект. У птиц, живу щих в тёмных пещерах (гуахаро и салан ганы), использ у ется для ориентации в темноте; они излучают н изкочастотные сигналы в 7— 4 кгц. У дельфинов и лету чих мышей, кроме общей ориентации, эхо служит для определения пространств, положения цели, разм еров, а в ряде слу чаев — и распознавания облика цели. У упомянутых млеко питающих часто слу жит важным средством поиска и добычи объектов питани я. Лит.: Айрапетьянц Э. Ш., Кон стантинов А. И., Эхолокация в при роде, 2 изд., Л., 1974. Г. Н. Симкин. ЭХОЛОКАЦИЯ, один из сп особов зву ковой л о кации, при котор ом расстояние до объекта определяется по времени возвра щения эхо-сигна ла. ЭХОЛОТ (от эхо и лот), навигационный прибор для автоматич еского измерения глубины водоёмов с помощью гидроаку стических эхо-сиг налов. Обычно в днище судна устанавливается вибратор, к ко торому период ически подаются от гене ратора электрические импульсы, преоб разуемые им в ак у стические, распростра няющ иеся в ограниченом телесном угле вер тикально вниз. Отражённый дном аку стический импульс принимается тем же виб ратором, который преобразует е го в элек трический. После усиления импульс по ступает на индикатор глуб ины, отмечаю щий отрезок времени (в сек) от момента посылки импульса до мо мента возвраще ния эхо от дна и преобр а зующий его в визуальные показания или запись глу бины h = ст/2 в м, где скорость звука с = 1500 м/сек. Длите льность импуль сов — от 0,05 до 20 мсек с частотой заполнения от 10 до 200 кгц. Малы е дли тельности и высокие ч а стоты и спользу ются при измерениях малых глубин, большие длительности и низкие частоты— при измерении больших глубин. Вибра тором может сл у жить магнитострикционный преобразователь или пьезокерамический. В к а честве и ндикаторов глубин применяются проблесковые указатели с вращ а ющейся неоновой лампочкой, вспыхивающей в мо мент приёма эхо-сиг нала; стрелочные, электроннолучевые и цифровые указ атели, а также сам о писцы, записываю щие измеряемые глубины на движущейся бумажной ленте эле к тротермическим или электрохимическим мето дом. Эхолот из готовляются на разные интервалы глу бин, в пределах от 0,1 до 12 000 м и работают при ск о ростях хода судна до 30 узлов ( 55 км/ч) и даже более. П о греш ность Эхолота от 1% до сотых долей процента. Эхолот испол ьзуются также для поиска к о сяков ры бы, подводных лодок, для ис следования звук о рассеивающих слоев, определения типа грунта, стратифика ции до нных осадков и других гидроак у стич еских измерений. В 1958 г. на советском судне “Витязь” эхолотом обн а ружен а и точно измерена максимальная глубина ( 11 022 м) Мирового океана в Мариинской впадине в западной части Тихог о океана. К идее эхолота нез а висимо и практически одновременно пришли сразу несколько человек: немецкий ин женер А.Бем из Данцига (Гданьска), ам е риканский инженер Р. А. Фессен-ден, французский физик П. Ланжевен и инженер Константин В а сильевич Шиловский (1880 — 1952) из Рязани, работавший во Франции. Ла н жевен и Шиловский создали ещё и первый гидролок а тор См. Гидроакустика. Лит.: Федоров И. И., Навигацион ные эхолоты, М.— Л., 1948; его же, Эхо лоты и другие гидроакустические средства, Л., 1960; Толмачев Д., Фед о ров И., Навигационные эхолоты, “Техника и воо ружение”, 1977, № 1. И.И. Федоров. ЭХОЭНЦЕФАЛОГРАФИЯ (от эхо и энцефалография), ультр а звуко вая энцефалография, метод ис следования головного мозга с помощью ультразвука. Основан на свойстве у льтра звука отражаться от границ сред (струк турных образований мозга) р азличной плотности. Основной диагн о стический критерий (предложен в 1955— 56 швед, врачом Л. Лекселлем) — от клонение срединного эха, или М-эха (М — от позднелат. те- dialis — ср е динный), представляющего собой отражение ультразвука от средин ны х структур мозга (эпифиза, 3-го желу дочка, прозрачной перегородки, межпол у-шарной щели). В норме М-эхо, регистри руемое в виде пика на ультразвук о вой энцефалограмме, совпадает со сред ней линией головы. При наличии внутриче репной опухоли, кровоизлияния, а бсцес са и др. патологических о б раз ований М-эхо смещено в сторону здорового полушария (см. рис.). Пре д ложены и др. диагностические критерии: ув еличение расстояния между эхо-сигналами от боковых стенок 3-го желудочка при гидроцефалии; относи тельно быстрая нормализация возник шего смещ ения М-эха при острой н е про ходимос ти сонной артерии и т. д. При ЭХОЭНЦЕФАЛОГРАФИИ прим е няют специальные ультразвуковые энцефалографы, преобр азующие отр а жённые ультразвуковы е сигналы в электрические им пульсы. Эти импульсы отображаются графичес ки на экране аппарата и фотографируются. Лит.: Клиническая эхоэнцефалография, М., 1973; L е k s е 1 1 L ., Echo - encephalog ” raphy . Detection of intracranial complications following head injury, “Acta chirurgica scan” dinavica”, 1956, v. 110, S. 301 — 315. В. Е. Гречко. ЭХО , композиционный и исполнитель ски й приём, основанный на п о вторении м уз. фразы с меньшей силой звучности теми же или другими гол о сами, инструментами. Применяется главным образом в хоровой, опер ной, оркестровой, к а мерной инструментальной му зыке. На осно ве использования приёма эхо ин о гда создаются целые музыкальные пьесы, например “Эхо” О. Лассо для хора и пье са того же назв. из “Французской увер тюры” для клавесина И. С. Баха. Эхо наз вание также один из регистров органа. Лит.: Р э л е и Д ж., Теория звука, пер. с англ., 2 изд., т. 2, М., 1955; Г р и ф ф и н Д., Эхо в жизни людей и животных, пер. с англ., М., 1961.