次聲波

次聲波

物理聲學名詞
次聲波是頻率小于20Hz(赫茲)的聲波。次聲波不容易衰減,不易被水和空氣吸收。次聲波的波長往往很長,因此能繞開某些大型障礙物發生衍射。某些次聲波能繞地球2至3周。某些頻率的次聲波由于和人體器官的振動頻率相近,容易和人體器官産生共振,對人體有很強的傷害性。
    中文名:次聲波 外文名:Infrasound Wave 所屬學科:物理

簡介

次聲波又稱亞聲波,通常情況下次聲波并不引起人耳聽覺。與可聽聲波一樣,次聲波由各種物體的機械振動産生,通過各種彈性介質的振動向四周擴散傳播.許多自然現象出現時,如海上風暴、火山爆發、地震、大隕石落地、大氣湍流、海嘯、電閃雷鳴、波浪擊岸、水中漩渦、空中湍流、台風、磁暴、極光、冰雹等等,都可伴有次聲波的發生;

在與人類有關的活動中,諸如核爆炸,飛機、火箭、導彈飛行,火炮發射,火車和地鐵高速行駛時車身闆壁與車内空氣的次聲頻耦振,輪船航行,飛馳的車輛,高樓和大橋搖晃,甚至鼓風機、攪拌機、擴音喇叭等都會産生很強的次聲波.另外,次聲波還廣泛分布于工業生産、建築業和交通運輸中,如高速公路上疾馳的車輛中可産生120dB聲強的次聲波。

次聲波所具有的神奇威力,引起了國外軍事科學家們的極大興趣,自上世紀60年代起,國外就競相研究次聲武器.美、法、日、俄等國都已研制出了次聲槍和次聲炸彈。目前研究的次聲武器按其發射頻率和作用于人體部位的不同,可分為兩大類,即“神經型”次聲武器和“器官型”次聲武器。“神經型”次聲武器發射的次聲頻率和人腦的固有頻率(8~12Hz)相近.

這種次聲波作用于人體時,會刺激人的大腦,使之共振,對人的意識和心理産生一定的影響,輕者感覺不适,注意力下降,情緒不安,頭昏、惡心;嚴重時使人神經錯亂,癫狂不止,休克昏厥,喪失作戰能力。“器官型”次聲武器發射的次聲頻率和人體内髒器官的固有頻率(4~8Hz)接近,當其作用于人體時,人體的内髒器官便會産生強烈共振,輕者肌肉痙攣,全身顫抖,呼吸困難;重者血管破裂,内髒損傷,甚至迅速死亡。

産生和特點

雖然次聲波看不見,聽不見,可它卻無處不在,地震、火山爆發、風暴、海浪沖擊、槍炮發射、熱核爆炸等都會産生次聲波,科學家借助儀器可以“聽到”它。

次聲波的傳播速度和可聞聲波相同,由于次聲波頻率很低。大氣對其吸收甚小,當次聲波傳播幾千千米時,其吸收還不到萬分之幾,所以它傳播的距離較遠,能傳到幾千米至十幾萬千米以外。1883年8月,南蘇門答臘島和爪哇島之間的克拉卡托火山爆發,産生的次聲波繞地球三圈,全長十多萬公裡,曆時108小時.1961年,蘇聯在北極圈内新地島進行核試驗激起的次聲波繞地球轉了35圈。

次聲波還具有很強的穿透能力,可以穿透建築物、掩蔽所、坦克、船隻等障礙物。7000Hz的聲波用一張紙即可阻擋,而7Hz的次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土。地震或核爆炸所産生的次聲波可将岸上的房屋摧毀,次聲如果和周圍物體發生共振,能放出相當大的能量,如4Hz~8Hz的次聲能在人的腹腔裡産生共振,可使心髒出現強烈共振和肺壁受損。

應用與危害

次聲波會幹擾人的神經系統正常功能,危害人體健康。一定強度的次聲波,能使人頭暈、惡心、嘔吐、喪失平衡感甚至精神沮喪。有人論為,暈車、暈船就是車、船在運行時伴生的次聲波引起的。住在十幾層高的樓房裡的人,遇到大風天氣,往往感到頭暈、惡心,這也是因為大風使高樓搖晃産生次聲波的緣故。更強的次聲波還能使人耳聾、昏迷、精神失常甚至死亡。

從20世紀50年代起,核武器的發展對次聲學的建立起了很大的推動作用,使得對次聲接收、抗幹擾方法、定位技術、信号處理和傳播等方面的研究都有了很大的發展,次聲的應用也逐漸受到人們的注意.其實,次聲的應用前景十分廣闊,大緻有以下幾個方面:

1.研究自然次聲的特性和産生機制,預測自然災害性事件.例如台風和海浪摩擦産生的次聲波,由于它的傳播速度遠快于台風移動速度,因此,人們利用一種叫“水母耳”的儀器,監測風暴發出的次聲波,即可在風暴到來之前發出警報.利用類似方法,也可預報火山爆發、雷暴等自然災害。

2.通過測定自然或人工産生的次聲在大氣中傳播的特性,可探測某些大規模氣象過程的性質和規律.如沙塵暴、龍卷風及大氣中電磁波的擾動等。

3.通過測定人和其他生物的某些器官發出的微弱次聲的特性,可以了解人體或其他生物相應器官的活動情況.例如人們研制出的“次聲波診療儀”可以檢查人體器官工作是否正常。

4.次聲在軍事上的應用,利用次聲的強穿透性制造出能穿透坦克、裝甲車的武器,次聲武器——般隻傷害人員,不會造成環境污染

緻人于死的根源

人體内髒固有的振動頻率和次聲頻率相近似(0.01~20赫),倘若外來的次聲頻率與體内髒的振動頻率相似或相同,就會引起人體内髒的“共振”,從而使人産生上面提到的頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列症狀.特别是當人的腹腔、胸腔等固有的振動頻率與外來次聲頻率一緻時,更易引起人體内髒的共振,使人體内髒受損而喪命.前面開頭提到的發生在馬六甲海峽的那樁慘案,就是因為這艘貨船在駛近該海峽時,恰遇上海上起了風暴。風暴與海浪摩擦,産生了次聲波.次聲波使人的心髒及其它内髒劇烈抖動、狂跳,以緻血管破裂,最後促使死亡。

次聲雖然無形,但它卻時刻在産生并威脅着人類的安全.在自然界,例如太陽磁暴、海峽咆哮、雷鳴電閃、氣壓突變;在工廠,機械的撞擊、摩擦;軍事上的原子彈、氫彈爆炸試驗等等,都可以産生次聲波.由于次聲波具有極強的穿透力,因此,國際海難救助組織就在一些遠離大陸的島上建立起“次聲定位站”,監測着海潮的洋面.一旦船隻或飛機失事附海,可以迅速測定方位,進行救助。

一些國家利用次聲能夠“殺人”這一特性,緻力次聲武器——次聲炸彈的研制盡管眼下尚處于研制階段,但科學家們預言;隻要次聲炸彈一聲爆炸,瞬息之間,在方圓十幾公裡的地面上,所有的人都将被殺死,且無一能幸免.次聲武器能夠穿透15米的混凝土和坦克闆.人即使躲到防空洞或鑽進坦克的“肚子”裡,也還是一樣地難逃殘廢的厄運.次聲炸彈和中子彈一樣,隻殺傷生物而無損于建築物。但兩者相比,次聲彈的殺傷力遠比中子彈強得多。

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