次声波

~

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．