Het ultrasone geluid van de vleermuis

Jaren lang was het een raadsel hoe vleermuizen konden "zien". Of hoe ze eigenlijk communiceerde met elkaar en hoe ze nou zo goed hun omgeving kunnen waarnemen in het donker. Vroeger dacht men dat dit te maken had met de grote oren van de vleermuis. Later is ontdekt dat vleermuizen hele hoge tonen hiervoor gebruiken, oftewel "ultrasoon" geluid.

De Tweede Wereldoorlog

Kort voor de Tweede Wereld Oorlog werden er microfoons ontwikkeld die veel hogere tonen waarnemen dan een mens (ultrasoon geluid). Met die microfoons werd de vleermuis ontmaskerd. De vleermuis zendt heel korte kreetjes uit met een enorme toonhoogte en vangt de echo daarvan even later weer op. Deze manier van waarnemen wordt "echolocatie" genoemd. Door het echopatroon te analyseren, kan de vleermuis zich een "beeld" vormen van zijn omgeving.

Golflengte

Om het beeld zo scherp mogelijk te maken, moet de toon van het uitgezonden geluid heel hoog zijn. Dat heeft de golflengte te maken. Geluid is een golfverschijnsel en hoe hoger de toon, des te kleiner de golflengte. Als de golflengte klein genoeg is, wordt het geluid ook door heel kleine voorwerpen, zoals insecten en kleine vogels, teruggekaatst.

Frequentie

Standaard zendt een vleermuis tien kreten ofwel pulsen per seconde uit. Dit betekent dat een vleermuis een pulsfrequentie heeft van 10 pulsen per seconde ofwel 10 hertz (Hz). Bij achtervolging van een prooi kan het aantal pulsen per second oplopen tot 200 Hz. Om de locatie van de prooi te kunnen bepalen, moet de vleermuis weten op welke afstand de prooi zich bevindt en van welk kant het geluid komt. Voor het bepalen van de richting heeft de vleermuis beide oren nodig. De echo bereikt de twee orden niet tegelijkertijd en ook de geluidssterkte geeft informatie over de richting waaruit het gelijk komt. De sterkte van de echo en de mate waarin de echo wordt vervormd, geven de informatie over de afstand en de aard van de prooi.

Kwaliteiten vleermuis

Een vleermuis produceert zelf veel lawaai en is tegelijkertijd in staat om zwakke teruggekaatste geluiden waar te nemen. Dit stelt hoge eisen aan het gehoororgaan. De vleermuis heeft dan ook enkele speciale eigenschappen die ervoor zorgen dat het dier niet door wordt uitgezonden geluid, maar dat het ook zwakke teruggekaatste geluiden kan waarnemen:

• speciale oorspiertjes die de gevoeligheid van het oor verminderen tijdens een kreet;
• een grote reactiesnelheid van de oorzenuwen in de hersenen;
• een uitsteeksel aan het oor dat de gevoeligheid van het oor vergoot

Gebruik echo door de mens

In de industrie en op medisch gebied wordt tegenwoordig dankbaar gebruikt van echolocatie. Een belangenrijke toepassing is de ultrasoonscanner. Dit is een apparaat om het inwendige van het menselijke lichaam te bekijken, onder andere bij zwangerschapsecho's. De ultrageluidscanner zendt geluidsgolven uit die in het lichaam aan de verschillende weefsels worden verstrooid en teruggekaatst. De scanner vangt de weerkaatste geluiden weer op. Met speciale software wordt vervolgens een reconstructie gemaakt van wat zich binnen het bereik van de scanner bevindt.