物理学在军事领域的应用

物理学在军事领域的应用

叶茂文

解放军军械工程学院一系二队十班

摘要

物理学是一门基础学科，在现代社会中，由物理学孕育出的新技术已渗透到生活的各个角落。进入20世纪以来，物理学与其他学科的交叉表现得日益明显和复杂，以至人们往往忽视了其中的科学根源——物理学原理。物理学是其他学科的基础，因而物理学中的新发现常常会推进相关学科的发展；反之，其他学科中的进步亦会激励物理学家作更深入的研究。由此，物理学进入军事领域，是理所当然的。

一直以来，物理学在军事科学中的应用均占有不小的比例，而军事武器的不断发展在一定程度上也促进了物理学的进步。几百年来，一度在科幻作品中出现的那些神秘武器，如光学武器，声波武器，电磁波武器，核武器等，如今已纷纷面世。现代军事科学的知识密度高，综合性强。许多高精尖现代化军事武器，比如，红外制导、红外夜视、激光雷达、声纳及核武器等都与物理学的最新成就密切相关。尽管目前这类武器的性能和状况还不够完善，人们对制造与使用这些武器，也存有较多疑虑和争议，但通过本文，物理学与军事武器的紧密相关键性仍可略见一斑。

关键词：物理学军事声波武器激光武器电磁武器

一、激光武器

激光武器是一种利用沿一定方向发射的激光束攻击目标的定向能武器，具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能，在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。它分为战术激光武器和战略激光武器两种。它将是一种常规威慑力量。

战术激光武器的突出优点是反应时间短，可拦击突然发现的低空目标。用激光拦击多目标时，能迅速变换射击对象，灵活地对付多个目标。

其优点主要是：

（l）速度快，射束直，射击精确度高。激光束以每秒三十万公里的速度传播，不需提前量，瞬发即中。

（2）摧坚能力强。激光能量高度集中，可摧毁任何坚固材料制成的目标。

（3）灵活、无惯性，不产生后座力。因光子的静质量为零，故激光武器不会产生普通枪炮发射时所产生的后座力。激光武器易于迅速变换射击方向，能在短时间内射击多个目标。

（4）抗电磁干扰能力强。

激光武器有多种分类法。按激光能量的不同，可分为低能激光武器（又称激光轻武器或激光致盲武器）和高能激光武器（又称激光炮）；按激光器种类的不同，可分为固体、气体、化学、难分子、自由电子和 X 射线激光武器等；按激光位置或运载工具的不同，分为陆基、车载、舰载、机载、星载激光武器；按用途可分为战术激光武器和战略激光武器；按激光输出方式的不同可分为连续式激光武器和脉冲式激光武器。

激光武器是高新技术兵器中的佼佼者之一，它的研究时间最长，技术也最成熟。激光武器的发展对各国的军事战略都将产生深远影响，同时它也是最有希望把人类从当前的核恐怖中解放出来的武器之一。在目前的实际应用中，激光武器通常要和其他武器配合使用，还不能完全取代常规武器。

激光怎样击毁目标呢？科学家们认为有两个方面：一是穿孔，二是层裂。所谓穿孔，就是高功率密度的激光束使靶材表面急剧熔化，进而汽化蒸发，汽化物质向外喷射，反冲力形成冲击波，在靶材上穿一个孔。所谓层裂，就是靶材表面吸收激光能量后，原子被电离，形成等离体“云”。“云”

向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断，形成“层裂”破坏。除此以外，等离子体“云”还能辐射紫外线或X光，破坏目标结构和电子元件。

激光武器作用的面积很小，但破坏在目标的关键部位上，可造成目标的毁灭性破坏。这和惊天动地的核武器相比，完全是两种风格。

二、声波武器

我们知道，声波是机械纵波，它可以在固体、液体和气体中传播。人们日常可以听到的声音便是 20－20000Hz频率范围内的声波。目前军事领域中应用的主要是次声波部分（即频率低于20Hz的声波）。和可闻声波相比，次声波在介质中传播时，能量衰减缓慢，隐蔽性好，不易为敌人察觉，所以军事上常用次声波接收装置来侦察敌情。另一方面，次声波武器还可直接消灭敌人的有生力量。那么，它的杀伤原理是什么呢？这里要涉及到物理学的一个重要概念——共振。原来，次声武器是利用和人体器官固有频率相近的次声波与人体器官发生共振，导致器官变形、移位、甚至破裂，以达到杀伤目的的。声波武器分类：

次声波武器

次声波武器可分为两类。一类是神经型次声波武器，其振荡频率同人类大脑的节律极为近似，产生共振时，会强烈刺激人的大脑，使人神经错乱，癫狂不止。另一类是内脏器官型次声波武器，其振荡频率与人体内脏器官的固有振荡频率相近，当产生共振时，会使人的五脏六腑剧痛无比，甚至导致人体异常，直至死亡。

强声波武器

强声波武器能发出足以威慑来犯者或使来犯者失去行动能力的强声波，而不会对人体造成长期的危害。它主要用于保护军事基地等重要设施。当有人靠近时，这种声学武器首先发出声音警告来人。如果来人继续靠近，声音就会变得令人胆战心惊。假如来人置之不理还继续逼近，这种声学武器就会使他们丧失行动能力。

超声波武器

超声波武器能利用高能超声波发生器产生高频声波，造成强大的空气压力，使人产生视觉模糊、恶心等生理反应，从而使人员战斗力减弱或完全丧失作战能力。这种武器甚至能使门窗玻璃破碎。

噪声波武器

噪声波武器也可以分为两种。一种是专门用来对准敌方指挥部的定向噪声波武器，它利用小型爆炸产生的噪声波来麻痹敌指挥人员的听觉和中枢神经，必要时可使人员在两分钟内昏迷。另一种是噪声波炸弹，它同样可以麻痹人的听觉和中枢神经，使人昏迷，主要用于对付劫机等恐怖分子活动，据称效果很好。

三、电磁武器

电磁波是指迅速变化的电磁场在空间的传播。人类从形成之日起便生活在电磁波的汪洋大海之中。电磁波在军事上的应用异常丰富。所谓电子对

（又称电子战）便是指敌我双方利用专门的设备、器材产生和接收处于无线电波段内的电磁波，以电磁波为武器，阻碍对方的电磁波信号的发射和接收，保证自己的发射和接收。电磁波对人体是有害的。据说，美国有人提出设计电磁枪，该电磁枪将会“诱发癫痫病那样的症状”。

另有一种所谓的“热枪”，采用的是电磁波段中的微波。热枪能够产生使人体温升高至40.6—41.7摄氏度的作战效果，让敌人不舒服、发烧甚至死亡。 1980 －1983年，一个叫埃尔登·伯德的美国人，从事了海军陆战队非杀伤性电磁武器的研究。他说：“我们正在研究大脑里生物电的活动和如何影响这种活动。”他发现，通过使用频率非常低的电磁辐射，可使动物处于昏迷状态。此外，他还设计了磁场的反应实验，指出：“这些磁场是非常微弱的，但结果是非杀伤性的可逆转的。我们可以使一个人暂时伤残。”

据中国电磁辐射测试中心经过两年的跟踪检测证实，超量的电磁辐射会造成人体神经衰弱、食欲下降、心悸胸闷、头昏目眩、甚至脑部肿瘤。迄今为止，电磁武器的研制离实战要求仍有较大距离，其中最大的困难是电磁波的功率问题。由于电磁场能量随距离的增大而迅速减弱，如此能量的波束难以瞄准相应的目标。这些原因导致电磁武器的研究远远落后于声波武器和激光武器。