Echoortung
Unter Echoortung versteht man die Bestimmung der Position eines Objekts mittels Schallwellen. Dabei werden aktiv Schallwellen ausgesendet und anhand des zurückkehrenden Echos kann dann die Position eines Objektes im Raum bestimmt werden.
Im Gegensatz dazu ist die akustische Lokalisation (oft umgangssprachlich als Ortung bezeichnet) eine passive Bestimmung der Schalleinfallsrichtung.
Bei der Echoortung kann man zwischen technischer Echoortung und tierischer Echoortung unterscheiden.
Prinzip der Echoortung
Bei der Echoortung werden Schall- oder Radiowellen aktiv ausgesandt. Treffen die Wellen auf ein Hindernis, werden sie zurückgeworfen. Aus der Laufzeit der Wellen kann dann die Entfernung zum Hindernis ermittelt werden. Auch die genaue Richtung, in der sich das Hindernis befindet, kann ermittelt werden, sowie die Größe des Hindernisses.
Anwendung der Echoortung in der Technik
Der Mensch hat sich die Echoortung durch mehrere Techniken zu Nutze gemacht.
- Beim Radar "radio detection and ranging" (etwa Auffinden und Entfernungsmessung mit Radiowellen) werden hochfrequente Radiowellen ausgesendet. Die Radiowellen werden nur von metallischen Objekten optimal zurückgeworfen. Die hauptsächliche Anwendung liegt in der Luft- und Schifffahrt.
- Sonar ist ein englisches Akronym von sound navigation and ranging, was soviel heißt wie Schallnavigation und Distanzmessung. Mit Sonar lassen sich Objekte - vor allem unter Wasser - orten und vermessen.
- Das Echolot ist im Grunde eine einfache Form des Sonars zur Bestimmung von Gewässertiefen, es kann aber auch zum Aufspüren von Fischschwärmen genutzt werden.
- Für Blinde wird an speziellen Systemen gearbeitet, die ähnlich wie ein Sonar arbeiten um ihnen die Orientierung zu ermöglichen.
Anwendung der Echoortung in der Natur
- Fledermäuse nutzen die Echoortung, dabei stoßen sie kurze Schreie im Ultraschallbereich aus und empfangen die reflektierten Echos. Dadurch sind sie in der Lage, sich auch in völliger Dunkelheit zu orientieren. Das Echolotsystem ist so genau, dass Fledermäuse damit fliegende Insekten in der Luft orten und jagen können. Interessanterweise verändern Fledermäuse zur präziseren Ortung beim Schrei die Tonhöhe und stoßen beim Jagen andere Schreie aus als beim Suchen.
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- Zahnwale, insbesondere Delfine nutzen die Echoortung zur Orientierung und speziell auch zur Ortung ihrer Jagdbeute. Sie erzeugen die Töne bzw. "Klicke" zur Echoortung mittels einer Klappe, zwischen der Lunge und speziellen Luftsäcken die in Schwingung gebracht wird. Bei genauer "Betrachtung" eines Beutetiers sendet ein Delfin rund 800 Klicke pro Sekunde aus. Für die einfache "Betrachtung" seiner Umgebung senkt sich die Klickrate auf etwa 20 pro Sekunde. Das Echo der Klicke wird vom hohlen, mit schalleitendem Gewebe gefüllten Unterkiefer aufgefangen und zum Ohr weitergeleitet. So erkennt ein Delfin auch bei trüben Wasserverhältnissen, wo genau sich ein Objekt befindet.
- Ratten orientieren sich in dunklen Räumen nicht nur allein mittels Geruchs- und Tastsinn, sie orientieren sich auch anhand der Echos ihrer Rufe.
- Blinde können ebenfalls die Echos ihrer eigenen Worte in gewissem Maße zur Orientierung nutzen. Wichtiger ist für sie allerdings die akustische Lokalisation.