八年级物理上册2.4《让声音为人类服务》拓展资料：次声波及其应用素材（新版）粤教沪版.doc

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1、1次声波及其应用次声波（facts and information）频率小于 20Hz（赫兹）的声波叫做次声波。次声波不容易衰减，不易被水和空气吸收。次声波的波长往往很长，因此能绕开某些大型障碍物发生衍射。某些次声波能绕地球 2 至3 周。某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近，容易和人体器官产生共振，对人体有很强的伤害性。一、次声波的产生和特点虽然次声波看不见，听不见，可它却无处不在。地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、枪炮发射、热核爆炸等都会产生次声波，科学家借助仪器可以“听到”它。次声波的传播速度和可闻声波相同，由于次声波频率很低。大气对其吸收甚小，当次声波传播几千千米时，其吸收还不到

2、万分之几，所以它传播的距离较远，能传到几千米至十几万千米以外。1883 年 8 月，南苏门答腊岛和爪哇岛之间的克拉卡托火山爆发，产生的次声波绕地球三圈，全长十多万公里，历时 108 小时。1961 年，苏联在北极圈内新地岛进行核试验激起的次声波绕地球转了 35 圈。次声波还具有很强的穿透能力，可以穿透建筑物、掩蔽所、坦克、船只等障碍物。7 000 Hz 的声波用一张纸即可阻挡，而 7 Hz 的次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。地震或核爆炸所产生的次声波可将岸上的房屋摧毁。次声如果和周围物体发生共振，能放出相当大的能量，如 4 Hz8 Hz 的次声能在人的腹腔里产生共振，可使心脏出现强烈共振和

3、肺壁受损。二、次声波的应用从 20 世纪 50 年代起，核武器的发展对次声学的建立起了很大的推动作用，使得对次声接收、抗干扰方法、定位技术、信号处理和传播等方面的研究都有了很大的发展，次声的应用也逐渐受到人们的注意其实，次声的应用前景十分广阔，大致有以下几个方面：1、研究自然次声的特性和产生机制，预测自然灾害性事件。例如台风和海浪摩擦产生的次声波，由于它的传播速度远快于台风移动速度，因此，人们利用一种叫“水母耳”的仪器，监测风暴发出的次声波，即可在风暴到来之前发出警报。利用类似方法，也可预报火山爆发、雷暴等自然灾害。2、通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性，可探测某些大规模气象过程的

4、性质和规律。如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等。23、通过测定人和其他生物的某些器官发出的微弱次声的特性，可以了解人体或其他生物相应器官的活动情况。例如人们研制出的“次声波诊疗仪”可以检查人体器官工作是否正常。4、次声在军事上的应用，利用次声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的武器，次声武器般只伤害人员，不会造成环境污染。三、次声波武器 次 声 波 武 器 ， 是 指 能 发 射 20 赫 兹 以 下 的 次 声 波 的 大 功 率 武 器 装 置 。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

5、是20 20000Hz 频 率 范 围 内 的 声 波 。 低 于 20Hz 的 就 是 次 声 波 。 次 声 波 之 所 以 会 被 用 作 军事 武 器 ， 在 于 次 声 波 和 人 体 器 官 固 有 频 率 相 近 ， 于 是 会 产 生 共 振 。 次 声 波 与 人 体 器 官 的共 振 ， 会 导 致 器 官 变 形 、 移 位 、 甚 至 破 裂 ， 从 而 达 到 杀 伤 目 的 。次 声 波 武 器 大 体 可 分 为 两 类 ： 神 经 型 次 声 武 器 ， 和 器 官 型 次 声 武 器 。“神 经 型 ”次 声 武 器 的 次 声 频 率 和 人 脑 阿 尔 法

6、 节 律 （ 8 12Hz） 很 接 近 ， 所 以 次声 波 作 用 于 人 体 时 便 要 刺 激 人 的 大 脑 ， 引 起 共 振 ， 对 人 的 心 理 和 意 识 产 生 一 定 影 响 ： 轻者 感 觉 不 适 ， 注 意 力 下 降 ， 情 绪 不 安 ， 导 致 头 昏 、 恶 心 ； 严 重 时 使 人 神 经 错 乱 ， 癫 狂 不止 ， 休 克 昏 厥 ， 丧 失 思 维 能 力 。“器 官 型 ”次 声 武 器 的 次 声 频 率 和 人 体 内 脏 器 官 的 固 有 频 率 （ 4 18Hz） 相 近 ，会 引 起 人 的 五 脏 六 腑 产 生 强 烈 共 振

7、。 轻 者 肌 肉 痉 挛 ， 全 身 颤 抖 ， 呼 吸 困 难 ； 重 者 血 管 破裂 ， 内 脏 损 伤 ， 甚 至 迅 速 死 亡 。次 声 武 器 的 优 点 在 于 ： 突 袭 性 。 次 声 波 在 空 气 中 的 传 播 速 度 为 每 秒 三 百 多 米 （ 时 速 1200km） ， 在 水中 传 播 更 快 ， 每 秒 可 达 1500m 左 右 （ 时 速 6000km） 。 次 声 波 是 常 人 听 不 到 、 看 不 见 的 ，故 除 了 传 播 迅 速 之 外 ， 次 声 波 又 具 有 良 好 的 隐 蔽 性 。3 作 用 距 离 远 。 根 据 物 理 学

8、 原 理 ， 声 波 的 频 率 越 低 ， 传 播 时 介 质 对 它 的 吸 收 就 越 小 ，波 的 传 播 距 离 也 越 远 。 比 如 ， 炮 弹 产 生 的 可 闻 声 波 ， 由 于 衰 减 快 ， 在 几 千 米 外 就 听 不 到了 ， 但 它 产 生 的 次 声 波 ， 可 传 到 80km 以 外 ； 而 氢 弹 产 生 的 次 声 波 可 绕 地 球 传 播 好 几圈 ， 行 程 十 几 万 千 米 。 故 高 强 度 的 次 声 武 器 具 有 洲 际 作 战 能 力 。 穿 透 力 强 。 传 播 介 质 对 低 频 率 的 声 波 吸 收 较 小 ， 故 次 声

9、 波 具 有 很 强 的 穿 透 能 力 。一 般 的 可 闻 声 波 ， 一 堵 墙 即 可 将 其 挡 住 ， 而 实 验 表 明 ， 次 声 波 能 穿 透 几 十 米 厚 的 钢筋 混 凝 土 。 因 此 ， 无 论 敌 人 是 在 掩 体 内 躲 藏 ， 还 是 乘 坐 在 坦 克 中 ， 或 深 海 的 潜 艇 里 ， 都难 以 逃 脱 次 声 武 器 的 袭 击 。 次 声 波 在 杀 伤 敌 人 的 同 时 ， 不 会 造 成 环 境 污 染 ， 不 破 坏 对 方 的 武 器 装 备 ， 可 作 为战 利 品 ， 取 而 用 之 。需 指 出 的 是 ， 目 前 次 声 武

10、器 发 出 的 次 声 波 的 强 度 和 方 向 性 等 因 素 尚 待 进 一 步 研 究 ，所 以 真 正 应 用 于 战 争 的 次 声 武 器 还 不 多 见 。 据 说 ， 第 一 台 次 声 波 发 生 器 是 由 法 国 科 学 家加 夫 雷 奥 在 1972 年 发 明 的 ， 它 产 生 的 次 声 波 可 以 损 害 5km 以 外 的 人 。 发 明 者 还 得 出结 论 ： 频 率 为 7Hz 的 次 声 波 可 对 人 体 造 成 致 命 的 打 击 。有 传 闻 称 ， 美 军 在 索 马 里 和 波 黑 战 争 期 间 ， 已 经 试 用 过 某 些 音 响 或

11、 声 音 武 器 的 样 品 。这 些 武 器 可 以 使 人 的 内 脏 发 生 震 动 ， 把 人 震 昏 ， 使 人 感 到 恶 心 ， 甚 至 使 肠 子 里 的 粪 便 液化 ， 不 断 腹 泻 ， 从 而 失 去 战 斗 力 。二 战 时 期 ， 德 国 人 开 始 秘 密 研 制 次 声 武 器 ， 试 图 利 用 其 产 生 的 “大 声 效 应 ”摧 毁整 个 城 市 ， 消 灭 敌 军 士 兵 或 者 使 其 丧 失 战 斗 力 。 1940 年 ， 德 军 计 划 向 英 国 人 投 掷 有著 名 音 乐 家 签 名 的 留 声 机 唱 片 ， 这 些 唱 片 将 经 过 专 门 录 制 ， 加 进 次 声 ， 以 引 起 听 者 出 现慌 乱 、 恐 怖 感 及 其 它 精 神 失 常 现 象 ， 从 而 造 成 骚 乱 。 当 然 ， 这 一 计 划 并 没 有 实 现 。 但 是 ，纳 粹 科 学 家 成 功 进 行 了 可 作 用 于 物 体 的 次 声 武 器 的 试 验 。 奥 地 利 科 学 家 齐 珀 梅 耶 制 造 出一 种 能 制 造 旋 风 的 “旋 风 加 农 炮 ”， 它 利 用 特 殊 的 喷 嘴 ， 通 过 炮 弹 爆 破 ， 制 造 出 旋 风 ，发 射 攻 击 波 ， 可 击 落 飞 机 。