狗耳朵能听到多远的声音?

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在人的听觉范围里,0-40000赫兹属于超声波,我们听不到。 40000赫兹以上属于射频波,我们也听不到。 那么,在人的听力范围外,有没有人进行研究呢? 有! 这个领域叫作超声动物探测(ultrasound animal navigation)。

1982年,哈佛的David L. Krantz就获得了诺贝尔物理学奖,以表彰他对动物(包括人类的)听觉系统所做的研究工作。他发现了耳道和前庭(平衡觉)的神经细胞的定位及其对声音刺激的反应。 图1为美国生物学家Krantz的实验设备,他用这个装置来测试水母、虾和鱼等水生的动物对不同频率声波的反应。

图1:David L. Krantz的实验装备。引自文献[3],图56 声波经扩音器发出后,被传感器检测并输入计算机处理,最后由显示器给出数值和数据图表。不同的动物对不同频率声波的反应有显著差异。 以人类为例,对不同频率声波反应的最佳值约为:1000~4000赫兹(高频声音);300~700赫兹(中频声音);200赫兹以下(低频声音)。

除了对声音的反应之外,人体也能感受到不同频率的电磁波——无线电波、微波、红外线、紫外线、 X射线及放射线。只不过电磁波的感受性不像声音那样敏感罢了。 那么,再回到问题上来,狗对声音的反应和我们是不是一样呢? 答案是——不一样!

我们先看看这个惊人的发现: 对狗的研究发现,狗可以听见40khz以上的声波。 这意味着什么? 意味着狗的听力极限大约是在10000赫兹左右!比人类高一个数量级。 为什么是这样一个数值?目前还不是很清楚。

有人猜测与犬科动物在野外的生存环境有关。因为大多数的犬科动物都是猎手,需要在广阔的原野上追踪自己的狩猎目标,所以它们的听力必须要好才能准确判断声音的来源。 而作为杂食动物的猫不需要这么出色的听觉能力就能满足自身的需要。

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狗的耳朵比人要灵敏得多。人耳能听到2万赫兹以下的声波,而狗能够听到5万赫兹。不但如此,即使是非常微弱的声音,对于狗来说也是听的清清楚楚。它的这种辨别弱声的能力是人的1000~1500倍。

狗能辨别方向也是因为它那特殊的耳朵。它能够以极其准确的程度确定声源的方向。从生理学的观点来看,这是由以下一些因素决定的:一是它的大耳朵直接朝向前方;二是左右两耳相距很远;三是听觉神经的发育特别好。因此,如果以狗作为标准是100%的话,那么,人的听觉方向辨别力仅仅只有其20%左右。

人们受狗的启示,曾制造过一种可以辨别声音方向的装置——声学仪。它在军事上有很重要的意义,例如可以用来辨别飞机发动机的噪声的方向,进而确定飞机飞行时的情况,还可以用作侦察具有噪声发生的其他运输工具和武器等等。

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