射水鱼在4%秒内完成狩猎,喷射的水柱在加速!违背了物理常识?


射水鱼在4%秒内完成狩猎,喷射的水柱在加速!违背了物理常识?


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射水鱼在4%秒内完成狩猎,喷射的水柱在加速!违背了物理常识?


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【射水鱼在4%秒内完成狩猎,喷射的水柱在加速!违背了物理常识?】射水鱼是不可思议的生物 。 它们潜伏在河流和海洋的水面之下 , 等待昆虫停落在水面上的植物上 。 然后 , 突然间 , 以令人难以置信的准确性 , 喷出一股水柱击中昆虫 。 在昆虫掉进水里之前 , 射水鱼就已经游到掉落点 , 等着将昆虫吞下去 。

这不得不让人惊叹 , 自然界竟有如此生物 , 它们用一种近乎奇迹般的狩猎方式 , 让猎物死于“水枪喷射” 。 于是 , 人们给射水鱼冠以了 , 手枪鱼、高射炮鱼、黄金高射炮、水中狙击手等一系列别样称谓!而且由于它们的神奇捕食方式 , 即使明知射水鱼很难饲养 , 依然让养鱼爱好者对它们趋之若鹜 。

从技术上讲 , “射水鱼”并不是指某一种鱼 , 而是指射水鱼科射水鱼多种鱼类的统称 。 它们都是物理领域方面的大师 , 这不但表现在攻击猎物的精准上 , 而且猎物被击中后仅仅十分之一秒 , 它们就会迅速游到猎物要落水的地方 , 极其精确 。
属下

射水鱼是如何做到的?这在长久以来一直是研究人员试图破解的谜题 , 因为对于一条平均体长在20厘米左右 , 甚至几厘米的射水鱼来说 , 它们必须在此过程中解决一系列复杂的物理难题 。

首先 , 射水鱼要解决猎物的定位问题 。
因为当射水鱼喷水时 , 它们的眼睛是在水下的 。 如果你还记得小学课本上“筷子放到水中的实验” , 或者经常游泳 , 就会知道光线进入水中会发生弯曲 , 我们称之为折射现象 。
在1621年 , 人类数学家首次通过斯涅尔定律精准地确定了折射常数规律 。 而这些不起眼的小鱼显然走在了人类的前面 , 它们不但了解折射 , 而且能够无差别地校正折射 。

这可不是一个不起眼的校正 , 因为射水鱼喷出的水柱不是直线飞行的 , 地球引力会把它变成抛物线 。 很显然射水鱼明白这一点 , 它们知道自己喷出水柱的运行路径 , 然后使水柱准确击中目标 。

在实验中 , 研究人员发现射水鱼校正水柱的数值随目标的高度不同而不同 。 它们不仅会以典型的约74度角喷射水柱 , 而且还会以其他角度喷射 。
举例来说 , 当目标猎物高度达到10厘米时 , 射水鱼喷出的水柱落差在0到2厘米之间 。 当这个高度达到30厘米时 , 落差范围在2到15厘米之间 。 也就是说 , 射水鱼通过精确地调整其喷出水柱的角度和速度 , 解决了一个在现代人看来都极具挑战性的物理问题 。

其次 , 射水鱼要解决喷出的水的动力问题 。
在喷射之前 , 射水鱼会用舌头顶着上颚形成一个管道 , 然后迅速闭合鳃盖 , 使管内的水承压并喷出 。 大多数射水鱼能够在1.5米的范围内准确喷射水柱 , 而一些体型较大的喷水鱼可以将这个范围扩大到2-3米 , 甚至更高 。

整个喷射过程看似如小孩子常玩的水枪一样简单 , 而事实却比我们想象中要复杂得太多 。 射水鱼的喷射行为并不只是一个简单动作 , 它们会根据目标的大小和距离调整喷出的水量 , 并在开闭鳃盖动作的时机上进行精细的调整 。
与此同时 , 射水鱼还会通过调整喷射力量和喷射方式等 , 以最节约成本的方式实现对猎物最精准和有效打击 。

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