八年级物理教学论文 次声波的危害 粤教沪科版.pdf

次声波的危害次声波的危害 人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似 0 01 20 赫 倘若外来的次声频率与体内脏 的振动频率相似或相同 就会引起人体内脏的 共振 从而使人产生上面提到的头晕 烦躁 耳鸣 恶心等等一系列症状 特别是当人的腹腔 胸腔等固有的振动频率与外来次声频率一 致时 更易引起人体内脏的共振 使人体内脏受损而丧命 因为货船在驶近该海峡时 恰遇 上海上起了风暴 风暴与海浪摩擦 产生了次声波 次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动 狂跳 以致血管破裂 最后促使死亡 超声波的频率高至 20000Hz以上 每秒振动 20000 次以上 由于它的频率高 因此具有以 下特点 a 方向性好 几乎沿直线传播 b 穿透能力强 能穿透许多电磁波不能穿透 的物质 c 在媒质中传播时能产生巨大的作用力 可以用来为硬质材料做切割 凿孔等 也可以用来清洗和消毒等对于超声波的应用 我们比较熟悉的就是医院中常用的B超 它是 把超声波射入人体 根据人体组织对超声波的传导和反射能力的变化来判断有无异常 如对 人体脏器做病变检查 结石检查等 它具有对人体无损伤 简便迅速的优点 次声又称亚声 是频率在 20Hz以下的低频率波 许多自然灾害如地震 火山爆发 龙卷 风等在发生前都会发出次声波 次声波对人体能够造成危害 引起头痛 呕吐 呼吸困难等 症状 在 20 世纪 30 年代 美国一位物理学家做过实验 他把一台次声发生器带进剧场 开演后悄悄地打开 然后坐在自己的包厢内观察动静 只见坐在次声器四周的观众产生一种 惶恐不安和迷惑不解的神情 并很快蔓延到整个剧场 次声波的特点是来源广 传播远 穿 透力强科学家们利用它来预测台风 研究大气结构等 在军事上可以利用次声来侦察大气中 的核爆炸 跟踪导弹等等 1890 年 一艘名叫 马尔波罗号 帆船在从新西兰驶往英国的途中 突然神秘地失踪了 20 年后 人们在火地岛海岸边发现了它 奇怪的是 船上的开都原封未动 完好如初 船长航 海日记的字迹仍然依稀可辨 就连那些死已多年的船员 也都 各在其位 保持着当年在岗 时的 姿势 1948 年初 一艘荷兰货船在通过马六甲海峡时 一场风暴过后 全船海员莫明其妙地死光 在匈牙利鲍拉得利山洞入口 3 名旅游者齐刷刷地突然倒地 停止了呼吸 上述惨案 引起了科学家们的普遍关注 其中不少人还对船员的遇难原因进行了长期的研 究 就以本文开头的那桩惨案来说 船员们是怎么死的 是死于天火或是雷击的吗 不是 因为船上没有丝毫燃烧的痕迹 是死于海盗的刀下的吗 不 遇难者遗骸上看到死前打斗的 迹象 是死于饥饿干渴的吗 也不是 船上当时贮存着足够的食物和淡水 至于前面提到的 第二桩和第三桩惨案 是自杀还是他杀 死因何在 凶手是谁 检验的结果是 在所有遇难 者身上 都没有找到任何伤痕 也不存在中毒迹象 显然 谋杀或者自杀之说已不成立 那 么 是以及病一类心脑血管疾病的突然发作致死的吗 法医的解剖报告表明 死者生前个个 都很健壮 经过反复调查 终于弄清了制造上述惨案的 凶手 是一种为人们所不很了解的次声的声 波 次声波是一种每秒钟振动数很少 人耳听不到的声波 次声的声波频率很低 一般均在 1 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 次声穿透人体时 不仅能使人 产生头晕 烦燥 耳鸣 恶心 心悸 视物模糊 吞咽困难 胃痛 肝功能失调 四肢麻木 而且还可能破坏大脑神经系统 造成大脑组织的重大损伤 次声波对心脏影响最为严重 最 终可导致死亡 为什么次声波能致人于死呢 原来 人体内脏固有的振动频率和次声频率相近似 0 01 20 赫 倘若外来的次声频率与 体内脏的振动频率相似或相同 就会引起人体内脏的 共振 从而使人产生上面提到的头晕 烦躁 耳鸣 恶心等等一系列症状 特别是当人的腹腔 胸腔等固有的振动频率与外来次声 频率一致时 更易引起人体内脏的共振 使人体内脏受损而丧命 前面开头提到的发生在马 六甲海峡的那桩惨案 就是因为这艘货船在驶近该海峡时 恰遇上海上起了风暴 风暴与海 浪摩擦 产生了次声波 次声波使人的心脏及其它内脏剧烈抖动 狂跳 以致血管破裂 最 后促使死亡 次声虽然无形 但它却时刻在产生并威胁着人类的安全 在自然界 例如太阳磁暴 海峡咆 哮 雷鸣电闪 气压突变 在工厂 机械的撞击 摩擦 军事上的原子弹 氢弹爆炸试验等 等 都可以产生次声波 由于次声波具有极强的穿透力 因此 国际海难救助组织就在一些远离大陆的岛上建立起 次 声定位站 监测着海潮的洋面 一旦船只或飞机失事附海 可以迅速测定方位 进行救助 近年来 一些国家利用次声能够 杀人 这一特性 致力次声武器 次声炸弹的研制尽管眼 下尚处于研制阶段 但科学家们预言 只要次声炸弹一声爆炸 瞬息之间 在方圆十几公里 的地面上 所有的人都将被杀死 且无一能幸免 次声武器能够穿透 15 厘米的混凝土和坦 克钢板 人即使躲到防空洞或钻进坦克的 肚子 里 也还是一样地难逃残废的厄运 次声炸 弹和中子弹一样 只杀伤生物而无损于建筑物 但两者相比 次声弹的杀伤力远比中子弹强 得多 次声波是频率为 0 0001 20Hz的声波 这个频段通常是人耳听不到的 由于人体各部位都 存在细微而有节奏的脉动 这种脉动频率一般为 2 16Hz 如内脏为 4 6Hz 头部为 8 12Hz等 人体的这些固有频率正好在次声波的频率范围内 一旦大功率的次声波作用于人 体 就会引起人体强烈的共振 从而造成极大的伤害 谈到共振的破坏力 可能不少读者都 知道在 19 世纪的欧洲 曾多次发生过士兵齐步过桥引发桥体共振 使大桥倒塌的悲剧 坚 固的大桥都可以毁于共振 何况血肉之躯呢 次声武器就是利用频率低于 20Hz的次声波与 人体发生共振 使共振的器官或部位发生位移和变形而造成人体损伤以至死亡的一种武器 自然界中的陨石落地 海上风暴 人 类活动中的火炮发射 导弹飞行等等 广泛存在着次声波 次声波的危害 动中广泛存在着次声波 人们正是通过次声波引发的破坏现象逐步认 在自然界和人类活 2 它的神奇威力的 3 周 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 起的次声波 最近有人把神秘莫测的百慕大三角区 生的悲剧也归咎于该地区的次声波 波浪击岸 水中漩涡 中湍流 龙卷风 磁暴 极光等等都可能伴有次声波的发生 汽车急驰 高楼和大桥摇 甚至像鼓风机 搅拌机 扩音喇叭等也都能产生次声波 化 甚至会导致人 伤亡 因此把 150dB的声压级定为人体承受次声的安全极限 国外兴起次声武器热 压级为 160dB 能对人体器官产生一定程度损伤 时法国报纸称它为 次声枪 理性试验 由于当时 其威力估计不足 又缺乏良好的防护 造成数名现场人员死亡 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 在 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 发 自然界中 海上风暴 火山爆发 大陨石落地 海啸 电闪雷鸣 空 人类活动中 诸如核爆炸 导弹飞行 火炮发射 轮船航行 晃 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 猴子和狒狒的呼吸次数也明显降低 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 身 次声波这种看不见听不到的神奇威力 早已引起国外军事科学家们的兴趣 从 20 世纪 60 年代起他们就竞相研究次声武器 而且成果显著 1968 年 2 月 英国 观察家报 首先 对法国在马赛附近的某研究所秘密研究 声枪 作了报道 1972 年法国国家实验中心的加 里亚斯教授制成一台强次声发生器 首次试验就使周围 5km以内的人员受到伤害 他们的胃 心脏等内脏器官发生异常剧烈的振动 头脑发胀甚至神志不清 80 年代法国的科学家加弗 罗制出了一种 大哨笛 次声发生器 声 当 70 年代苏联在西部地区的里加和戈麦尔附近 用两台大功率的次声波装置进行了秘密 试验 曾导致附近驻军受害 1979 年苏联又秘密进行过次声炸弹的原 对 在这个有巨大潜在威力的领域内 美国更是不甘落后 20 世纪 80 年代初德莱维斯对次 声武器进行了较系统的研究 他提出的 声波武器系统 申报了美国专利 是一套完整的次 声武器系统 主要由高能次声发生系统 频率选择与相位控制系统和使声波聚焦的声透镜系 统 3 大部分组成 另外 为了使发射的声波频率更接近目标的固有频率 该系统又加上激光 反馈系统 图 2 美国陆军武器研究室研制的是一种可延伸至 17m长的喇叭型声炮方案 试 验的声频率为 10 600Hz 发射功率达 20kW 上述两种次声武器都是车载的大型武器系统 3 另外美国科学应用研究协会还研制了频率可调型次声武器 同时利用这种可调型装置制成保 护某些重要目标的 声音护栏 其产生的声波 该 可使侵犯者越接近目标就越觉难受 据称 装置曾被送到某海军陆战队基地试用过 以辨清方 痛苦 恶心 并在技术上使能量转换率达到 70 一般仅为 1 5 3 爆式次声武器工作原理 次声武器的种类及应用 项是次声波的聚焦发射 关于聚焦技术国外报道很少 高功率发生器则有较多报道 频率与人体内脏固有频率相当 4 8Hz 可使人出现恶心 吐 胃痛 呼吸困难等症状 以次声波产生的方式分类 次声武器大致可分为以下几种 1 气爆式次声武器 因体积小 频率低 易控制 年发展较快 但其次声波强度较低 近距离使用才有效 2 爆弹式次声武器 连续多次引爆 只要控制好云雾团的数量 起爆时间间隔 就能获得所需频率的次声波 3 管式次声武器 美国还将次声波用于小型非致命武器的开发上 早在上世纪 70 年代 美警方就开发了 用于控制骚乱人群的次声武器 也称使人 僵化 或失去战斗力的次声枪 90 年代 一些 科研机构在美军方资助下专门研制小型化的高功率次声发生器 并进行了战场模拟试验 1995 年底美国出兵干涉波黑内战时 就曾秘密对波黑塞军阵地进行过非致命的次声攻击 据称 几秒钟就使塞军阵地陷入一片混乱 有人昏倒 有人呕吐不止 1998 年又报道了美 国正在研制的非致命次声武器的试验情况 这种武器为手持式次声枪 它可使人难 向 气 从目前研制的情况看 次声武器的关键技术主要有两项 一项是高功率次声发生器 另 一 按照感官刺激分类 次声武器可分为两种 即神经型和器官型 神经型次声武器的发射 频率与人脑的阿尔法节律相近 约 5Hz 能强烈刺激人的神经 使人晕眩头痛 精神沮丧或 神经错乱 器官型次声武器的发射 呕 是将压缩空气 高压蒸汽或高压燃气有控制地以脉冲式突然放出 利用高速排出的气体 激发周围媒质的低频振动 形成所需的次声波 这种次声装置 近 是利用爆炸产生强次声波 也可称为次声弹 爆炸所释放的能量约有 50 形成冲击波 冲击波衰减后又产生次声波 目前的新型次声弹是将已有的燃料空气弹加以改进 使原来只 能形成一个云雾团变成可以形成若干云雾团 并能 和 其构造和工作原理很像乐器中的笛子 当管子中空气柱的振动与管子本身固有频率相同 时 就可产生较强的次声波 在管子一端装上一个活塞 用电动机驱动或用气流激励 当振 4 5 1 4 波长与管子长度相等时 可获得最强的次声波 但要产生次声波 管子必须足 长 4 扬声器式次声武器 除要求较高的振幅外 还必须使振动膜面积足够大 其周长大 要与次声波波长相当 5 频率差拍式次声武器 很快 减 低频声波 次声波 则直达目标 这种方式能量转换率高 并可制成小型武器 器 现有的这类武器还须进一步提高次声波的强度 更好地解决 向聚焦和小型化问题 学家已把它列为未来战争中新