次声波和超声波的应用和危害

次声波和超声波的应用和危害

次声波是一种每秒钟振动数很少，人耳听不到的声波（但并不绝对，比如对于十几赫兹到20赫兹之间的次声，当强度大到132分贝时，人耳也可以听到）.次声的声波频率很低，一般均在20兆赫以下，波长却很长，传播距离也很远．它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远．例如，频率低于1赫的次声波，可以传到几千以至上万公里以外的地方．1883年，印尼的克拉托火山大爆发，巨大的喷发激起强大的次声波，它绕了地球3周，在远离火山几万千米的观测站测到了这次次声波，这是世界上首次记录的次声波。1960年，南美洲的智利发生大地震，地震时产生的次声波传遍了全世界的每一个角落.1961年，苏联在北极圈内进行了一次核爆炸，产生的次声波竟绕地球转了5圈之后才消失。次声波具有极强的穿透力，不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下．

在自然界里，次声波到处存在，许多自然现象都伴有次声的发生。像火山爆发、地震、台风、雷电、海浪等等都是次声的来源。人类的许多活动，如核爆炸、火箭发射、飞机飞行、火车奔驰、化学爆炸、机器运转等等都能产生次声波。

次声的频率与我们人体的固有频率相近（人体各器官固有的频率为3—17赫兹），当次声作用与人体时，人体器官容易与它发生共振，而引起人体功能的失调或损坏。轻者全身不适，头晕恶心。人的晕船、晕车就是由于机器振动、空气和海浪的摩擦发生的次声引起的。如果次声功率很强，人体受其影响后，会四肢麻木，精神错乱，内脏破裂，直至死亡。为了深入了解人体究竟能承受多强的次声波，人们曾用与人体忍受力相近的狗、猴子和狒狒做试验，结果表明：狗在172dB的高强次声作用下，出现明显的呼吸困难，

有的甚至停止了呼吸，当声压级达到185～195dB时，在不长的时间内，被试动物全部死亡。经反复研究，科学家们普遍认为，次声波强度在140dB

左右，即使作用时间较短也会引起人体内脏器官机能方面的改变，当上升到150dB时，则会引起人体内某些器官的病变，如次声强度再升高，不仅会有生理病理方面的明显变化，甚至会导致人身伤亡。因此把150dB的声压级定为人体承受次声的安全极限。1948年，一艘名为“乌兰格梅奇号”的荷兰货船，在通过马六甲海峡时，突然遇到海上风暴，当救助人员赶到时，船上所有人员都莫明其妙地死了。后经科学家们调查，才发现造成这场海难的罪魁是风暴与海面惊涛引起的次声波。最近有人把神秘莫测的百慕大三角区发生的悲剧也归咎于该地区的次声波。

由于高强度的次声有如此大的杀伤力，一些国家竞相研制次声波武器。因为它作为武器不易被敌人发现，可使敌人在不知不觉中遭到袭击。其次，由于次声在传播过程中不易被大气、回合底层等物质吸收，因此传播的很远。次声还具有破坏性，它可以穿透建筑物、掩蔽所、坦克和舰艇，甚至使飞机解体。

超声波是频率超过20000赫兹的、人耳听不到的声波。超声波有两个特点，一个是能量大、穿透能力极强（功率足够强的超声波能穿透几十米厚的金属层）。一个是沿直线传播．它的应用就是按照这两个特点展开的．超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大．在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度．这就是超声波加湿器的原理．对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位．利用加湿器的原理，把药液雾化，让病人吸入，能够增进疗效．利用超声波的巨大能量还可以把人体内的结石击碎．金属零件、玻璃和

陶瓷制品的除垢是件麻烦事．如果在放有这些物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净．

超声波的波长很短，基本上是沿直线传播的。可以定向发射．如果渔船载有水下超声波发生器，它旋转着向各个方向发射超声波，超声波遇到鱼群会反射回来，渔船探测到反射波就知道鱼群的位置了．这种仪器叫做声纳．声纳也可以用来探测水中的暗礁、敌人的潜艇，测量海水的深度．根据同样的道理也可以用超声波探测金属、陶瓷混凝土制品，甚至水库大坝，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹．

人体各个内脏的表面对超声波的反射能力是不同的，健康内脏和病变内脏的反射能力也不一样．平常说的“B超”就是根据内脏反射的超声波进行造影，帮助医生分析体内的病变．超声波还可以应用在美容上。

有趣的是，很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官．以昆虫为食的蝙蝠，视觉很差，飞行中不断发出超声波的脉冲，依靠昆虫身体的反射波来发现食物．海豚也有完善的“声纳”系统，使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置．现代的无线电定位器——雷达，质量有几十、几百、几千千克，蝙蝠的超声定位系统只有几分之一克，而在一些重要性能上，如确定目标方位的精确度、抗干扰的能力等都远优于现代的无线电定位器．深入研究动物身上各种器官的功能和构造，将获得的知识用来改进现有的设备和创制新的设备，这是近几十年来发展起来的一门新学科，叫做仿生学．