次声与超声

次声波和超声波都是人的听觉器官无法接收的声音范围。与声波相比，次声波比普通声音振动慢，具有很强的穿透力；超声波具有更好的指向型，在传播中的能量损耗小。随着现代科技的发展，人类正在不断发现和掌握它们的规律和特性，并用来为社会服务。特点不同各领

次声波的频率在20赫以下，波长却很长，传播距离比声波、光波和无线电波都要远。例如，频率低于1赫的次声波，可以传到几千以至上万千米以外的地方。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，前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。次声波穿透人体时，不仅能使人产生头晕、烦躁、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊，吞咽困难、胃痛、四肢麻木等症状，还能破坏大脑神经系统，造成大脑组织的损伤，对心脏影响尤为严重，甚至可能导致死亡。许多自然现象出现时，如火山爆发、地震、大陨石落地、大气湍流、海啸、电闪雷鸣、波浪击岸、水中漩涡、空中湍流、台风、磁暴、极光、冰雹等等，都会伴有次声波的发生；在与人类有关的活动中，诸如核爆炸，飞机、火箭、导弹飞行，火炮发射，也都会产生次声波。

与次声波相比，超声波的振动频率要高得多，超过每秒2万次。实践证实，利用超声波的剧烈振动可以对各种物体进行清洁处理，被称作是“无刷清洗”。清洗时不必将物件拆开，也不用任何刷、搓、滚动等动作，既省时又省力。利用这种清洗方式可以清洗十分复杂的零件、深孔、空穴、凹槽、暗洞、盲孔及狭缝中的污物。在一些难以清洗或对人体健康有损害的场合，更有用武之地。从20世纪中期开始，人们开始把超声波用于对人体内部器官进行探查。至今，超声波诊断仪已经发展成为一个很大的家族。

物理学家在实验中发现，当超声波穿过液体时，形成的气泡迅速增大并随即坍塌到一个非常小的体积。在这一过程中，气泡内部的温度超过1000万摄氏度，原子、分子间彼此碰撞，高能粒子形成了等离子态并同时发出瞬间闪光。两位美国科学家用特殊的丙酮做了一个实验。之所以说特殊，是因为丙酮分子中的氢原子全被氘(氢的同位素之一)原子代替。结果获得的气泡直径只有在水中获得气泡直径的百分之一，气泡膨胀则增大近10万倍。因此，在压缩时产生的压强高达地球大气压的10亿倍。在气泡消失后，研究人员发现了核聚变的产物。与此同时，他们还发现了一定数量的氚，这是氢的另一种放射性极强的同位素。科学家通过实验证实了“气泡核聚变”的发生。产生的氚，虽然为数不多，但终归是为氚这种核聚变原料的制造提供了一种方法。

应用领域各有所长

自然界里的一些生物对次声波的适应能力要强于人类。即使是鸟类、猫、狗等小动物，在某一频率段的次声波下也不会受到伤害。人耳听不到次声波，但水母却听得到，甚至能够清楚地“听”到快速气流与海水摩擦时生成的、频率区间在8～13赫的次声波。科学工作者从水母耳的特殊构造中得到启发，研制成功了灵敏度极高、专门用来探测次声波的“水母耳风暴探测器”，它能提前15小时对风暴作出预报，对渔民和海员是极大的帮助。由于次声波具有极强的穿透力，因此，国际海难救助组织在一些远离大陆的岛上建立起“次声定位站”，监测着洋面。一旦船只或飞机失事坠海，可以迅速测定方位，进行救助。

同样，超声波的频率虽然超出人耳接收声波振动的范围。但一些动物却可以感知。根据仿生学和现代物理学原理制造的声呐发射机，具有发射和接收两部分，可以发出各种不同频率的超声波。超声波在传播过程中，碰到物体便被反射回来，并能够被接收机所接收。根据超声波从发出到接收的时间，就可以发现目标并探测出它的距离。声呐的工作频率大约从几赫至几百千赫。作用距离可以从几米直至上千千米，是现代导航和定位的重要手段。特别是完成水下目标探测和通讯任务具有特殊作用。

人们从20世纪40年代开始，就将超声波用于工业生产和科学试验中，进行产品内部质量探查、清洁被污染的水源、分解溶于有机溶液中的聚合物。超声波能够很明显地增加金属表面的反应速度，因而成为化学合成的重要手段。镁、锂、锌等一些活跃的金属，在超声波的作用下可以大大提高它们的活性和寿命。超声对合成生物材料也有很大的作用，能够重新合成、分解和排列分子，并能使物体微粒悬浮在空中。利用超声波还可以制造没有晶体结构的金属，获得有更多功能的新型材料。

用作武器各显其能

利用次声波对人员具有杀伤破坏力的功能，在军事上可以制造新型武器。这种武器具有伤人不毁物的特殊功能，因此更容易达到某种特定的军事目的。现在，实验中的次声波武器可分为两类，一类是神经型次声波武器，其振荡频率同人类大脑的节律极为近似，产生共振时，会强烈刺激人的大脑，使人神经错乱，癫狂不止；另一类是内脏器官型次声波武器，其振荡频率与人体内脏器官的固有振荡频率相近，产生共振时会使人的五脏六腑产生剧烈疼痛，甚至致人死亡。据说，有些国家已经在实战中秘密使用过这种次声波武器，产生的威力很大。

近年来，一些国家致力于次声炸弹的研制。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，在方圆十几千米的地面上，所有的人都将被杀死，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，也一样难逃厄运。次声炸弹和中子弹一样，只杀伤生物而无损于建筑物，但次声弹的杀伤力远比中子弹强得多。

同样，超声波在现代武器研制中也显示出独特的威力。美国科学家开发出了一项超高音速声音系统(HSS)，将用于未来战争的心理战。HSS系统的原理是把声波转换成超声波信号。一束极为狭窄的声波，使得只有特定的接受者才能听见。这种高度定向的声音听起来就好像来自你的面前，而事实上它很可能是从几百米之外发出来的。发送器大小不同，细点的只有1米，粗的可以达到6米，视需要而定。使用它们，就可以发出大小随意的声束了。试验者听到了一个来自100米之外的声音，那声音非常清晰，但是当他往旁边挪了几步之后，就什么也听不见了。这一技术可以扰乱敌人的判断力，让他们以为有什么东西就在附近。型号比较小的声波发送器完全可以让敌人无法观察到，而幽灵一般的声音足以令神智最清醒的士兵也精神错乱。(文章代码：0408)