青少年科普知识枕边书:地理知识全知道-“次声”的妙用
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    声音起源于发声体的机械振动,这种振动通过弹性媒介传播,于是便形成了声波。人之所以能听到声音,是因为声波传入耳朵,引起了鼓膜振动,刺激听觉神经的结果。但是,人耳能听到的声波频率有一定的范围,大约从20赫兹到两万赫兹,这个范围内的声波叫可听声波,大于两万赫兹的声波叫超声波,低于20赫兹的声波叫次声波。既然人类的耳朵听不到次声波,那它又是怎么被发现的呢?

    1932年的夏天,一位气象学家随着苏联探险船到北冰洋考察,他在放送高空气象探测气球时,将脸颊无意贴到了气球上,感到了一种剧烈的振荡。当天夜晚,探险船遭到了强风暴的袭击。气球的振荡和未来的风暴是巧合,还是有必然的联系?苏联科学家进行了研究,经过多次实验发现,在气球发生强烈振荡后,往往会有强风暴出现,而气球的这种振荡频率小于20赫兹,它是由海面上传来的一种声波引起的。

    次声波的穿透力很强,在空气中能以1200多公里的时速传播。那么,有哪些东西可以发出次声波呢?在自然界火山爆发、地震、台风中心、暴风骤雨、电闪雷鸣、晴空湍流、流星坠落、极光辐射、海面波浪以及许多生物都能发出次声波。人工次声源也很多,如核弹爆炸、火箭腾空、大炮发射、飞机飞行、急驶的车、航行的船、高楼大厦摇晃、大桥大坝震动、大功率机器运转、剧烈的化学反应等,都能发生较强的次声波。由此看来,无论从陆地到海洋,从森林到高原,从地面到高空,次声波是无所不在的,甚至我们的人体在某种意义上也是次声波发射源。人的心脏除平时我们熟悉的脉动以外,还存在着一个频率为1.2赫兹的听不到的次声搏动,而肺在呼吸时发出的次声振动的频率更低,只有0.25—0.3赫兹,这是任何高明的医生也听不到的。但这些次声波振动已能被记录下来,成为研究心、肺机能的一种补充手段。

    既然我们生活的环境中到处都有次声波,那就不得不考虑它对生活和人体的影响了。研究发现,1—3赫兹的次声波可使人产生恐惧,使动物烦躁不安。强地震前引起“青蛙跳出井,老鼠逃出洞,牛羊蹦出厩”的现象,就是这个频段的次声引起的;3—8赫兹的次声波可引起人的神经混乱,使人失去意识能力;8—11赫兹的次声波可使人思想集中,增强学习能力;13—40赫兹的声音,可以影响人的意志和感情。

    由于人的脏器共振频率大概在几赫兹到十几赫兹范围内,在更强次声波作用下可能也会导致五脏俱裂。1948年,一艘名叫“乌兰格梅达”的轮船在航海途中,全体官兵莫名其妙地死去,奄奄一息的报务员坚持拍发了SOS国际呼救信号。等营救人员赶到时,报务员也一命呜呼了,其余全体海员僵死在各自的岗位上,脸上都凝固着恐惧的表情。其肇事者是谁?成了多年来的难解之谜。多年来科学家经过锲而不舍的追踪研究,终于解开了这一神秘之谜,确认这一海难事件的罪魁祸首是辽阔海面上产生的次声波。

    实验发现,次声波在空气中传播时声能的损失缓慢,因此,次声波能传得很远。如1961年,苏联进行1500万吨核试验时,次声波足足绕了地球5圈。由于次声波在空气中每秒能传播340米远,而风暴只能传几十米远,因而次声波总是在风暴到来之前出现。有些动物可以接收到次声波,如海洋中的水母就具有这一本领,它的腹部有一个共振腔,腔内生着一个柄,桐上有个球,球内有小小的“听石”。当风暴激起的8—13赫兹的次声波冲击听石时,就刺激球壁内的神经,水母就“听到”次声了,它就及早游向深水或藏到岩石缝隙里,躲避大风浪的袭击。科学家从水母那儿得到启发,造出了“水母耳风暴预测器”,它能提前十多个小时对风暴做出预报。

    此外,利用次声远距离传播的特性,还可以进行海啸、地震、火山爆发、磁暴等自然现象的预报,甚至还可以用高灵敏度的次声波探测器来监视火箭发射和核试验。用这种方法可听到1500公里外的宇宙飞船的发射,测知5000公里外地震的发生,人们还可以在地球表面搞些定点爆破,让它发生的次声去巡游地球,将地下矿藏和地球内部构造的丰富资料带给人们。我们相信,随着科学技术的发展,次声波的研究一定可以兴利除弊,使之更好地造福于人类。

    知识链接

    有科学家认为,百慕大三角区之谜的罪魁祸首可能就是次声波。因为该区域的天气变化极其剧烈,赤道上的热空气与北极的冷空气在此相遇,从而导致剧烈的飓风和龙卷风。猛烈的风暴产生强大的次声波,破坏途经那里的舰船、飞机等。另外,那里的海底地理环境也极其复杂,常常会发生海底地震、海底火山喷发,这些也是强次声波的源泉。

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