科学故事发现次声波

Posted 2022-01-02

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    放送探空气球的发现
    在海上风暴来临之前，海豚、水母和鱼类纷纷远离海岸；海鸥突然消声匿迹。这些动物是怎么预料到“暴风雨就要来了”呢？原来它们能灵敏地“听”见风暴的“前奏曲”??次声波。
    但是，作为万物之灵长的人类却没有这份“聪明”，感受不到次声波。人耳朵一般能听到的声音，振动频率在20至20000赫之间。频率高于20000赫的声音称为超声；频率低于20赫的声音称为次声。超声和欢声都是一般人耳听不见的。
    人类首先感觉到次声波的“刺痛”记载是在 1932年夏天，一艘名叫“塔依梅尔”号的探险船在北极地区航行，有一位气象学家在进行气象探测时，偶然发现了一个奇怪的现象：他在向辽阔的海洋上放送一个探空气球的时候，无意中把气球贴近自己的脸，突然，耳朵里一阵剧烈的刺痛，使他立刻叫喊了起来。科学家们将发生的现象记在航行的值班日记里，奇怪的是，在当天夜间利起了强烈的风暴。
    这一偶然现象，促使人们去研究。研究的结果表明：是一种听不见的声波在传递过程中使气球发生共振，而共振后的振荡使入耳疼痛。这种次声波是由于风景不断地掀起波涛，海浪冲击海域而产生的。由于声波的速度大于风暴的速度，人们往往是先感觉到次声波，紧接着而来的才是风暴。现在人们已广泛地利用次声波来预测风暴的来临，如模仿水母耳设计成功了电子风暴预报器。它由喇叭接收次声波，经过球形共振器放大，再把声共振转变为电脉冲，于是可在15小时以前把风暴的来临预报出来，并能测得风暴的大小和方向。
    次声波的频率很低，波长很长，在空气中传播时，衰减极小，例如频率低于1赫的次声波，可以传到几乎以至上万公里，而它的能量损失很小。因此人们借助次声波接收器的帮助，可以获得在万里之外自然界发生的许多现象，解开不少自然之谜。如火山爆发、地震可以产生强大的次声波，通过接收仪就可估算出爆发的能量，并且可以用次声波及早预防这些自然灾害。
    除了自然界的许多活动产生欢声波外，人类的一些活动也会产生强烈的次声波。当飞机失事或大型船遇难时，它们发出的次声波，也会沿着海水作远距离的传播，这样便可确定遇难飞机或船的位置。美国在世界各地建立了许多次产监听站，以便有效地监测其他国家发射的洲际导弹和卫星，并根据分析次声波的强弱，确定洲际导弹或火箭能产生的推力和射程等军事技术情报。
    次声波对人体的影响，也越来越引起了人们的注意。有人发现，l～3赫的欢声波能使人产生恐惧，地震前动物不安，就是这个频段的声波引起的；3～8赫能引起人的神经混乱，失去理智；8～12赫可以使人思维集中，增强学习能力；13～ 40赫可以影响人的意志和感情。
    近年来还证实了欢声波对人的所有器官有影响。人的内脏和躯体的固有频率大多在几个赫的次声频率范围。如果外界次六频率与人的固有频率相接近或一致，它就会使人感到不舒服甚至造成内脏的损坏。法国马赛科学研究院曾发现，频率为7赫的次声波对人体具有致命的损害。因为这个频率正好与脑频相同。所以对大脑功能的影响特别大。它会引起大脑系统的一系列障碍。强大的次声波能毁灭性地破坏人体内部的器官，它也使内部器官的摩擦随之增加，进而造成迅速的死亡。
    现在有些国家已利用次声波的这种性能研制次声武器。实战中已采用了气浪弹，当它爆炸时能产生强冲击波或气浪。也有人设想将气浪弹做成多层，控制每层的引爆时间，使它们按一定的时间间隔爆炸，产生一连串高强次声波。
    可以看出，次声学作为一门边缘学科，它与近代物理学、生物学、电子学、气象学、地球物理学和天文学相互渗透，相互影响，具有广泛的应用范围。其在未来科学技术中的地位正与日俱增，对它的研究正一步步深入。

科学故事 发现次声波

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