基本介紹
- 中文名：次聲波
- 外文名：Infrasound Wave
- 頻率：小於20Hz
- 所屬學科：物理
- 套用領域：醫學、軍事、工業、農業
- 波動類型：縱波
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產生
在自然界中，海上風暴、火山爆發、大隕石落地、海嘯、電閃雷鳴、波浪擊岸、水中漩渦、空中湍流、龍捲風、磁暴、極光、地震等都可能伴有次聲波的發生.在人類活動中，諸如核爆炸、飛彈飛行、火炮發射、輪船航行、汽車爭馳、高樓和大橋搖晃，甚至像鼓風機、攪拌機、擴音喇叭等在發聲的同時也都能產生次聲波。
次聲波的波形
次聲波的波形特點
次聲波的特點是來源廣、傳播遠、能夠繞過障礙物傳得很遠。次聲的聲波頻率很低，在20Hz以下，波長卻很長，傳播距離也很遠。它比一般的聲波、光波和無線電波都要傳得遠。例如，頻率低於1Hz的次聲波，可以傳到幾千以至上萬千米以外的地方。次聲波具有極強的穿透力，不僅可以穿透大氣、海水、土壤，而且還能穿透堅固的鋼筋水泥構成的建築物，甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機都不在話下。次聲波的傳播速度和可聞聲波相同，由於次聲波頻率很低。大氣對其吸收甚小，當次聲波傳播幾千千米時，其吸收還不到萬分之幾，所以它傳播的距離較遠，能傳到幾千米至十幾萬千米以外。1883年8月，南蘇門答臘島和爪哇島之間的克拉卡托火山爆發，產生的次聲波繞地球三圈，全長十多萬公里，歷時108小時。1961年，蘇聯在北極圈內新地島進行核試驗激起的次聲波繞地球轉了5圈。7000Hz的聲波用一張紙即可阻擋，而7Hz的次聲波可以穿透十幾米厚的鋼筋混凝土。地震或核爆炸所產生的次聲波可將岸上的房屋摧毀。次聲如果和周圍物體發生共振，能放出相當大的能量。如4Hz-8Hz的次聲能在人的腹腔里產生共振，可使心臟出現強烈共振和肺壁受損。
危害
次聲波會干擾人的神經系統正常功能，危害人體健康。一定強度的次聲波，能使人頭暈、噁心、嘔吐、喪失平衡感甚至精神沮喪。有人認為，暈車、暈船就是車、船在運行時伴生的次聲波引起的。住在十幾層高的樓房裡的人，遇到大風天氣，往往感到頭暈、噁心，這也是因為大風使高樓搖晃產生次聲波的緣故。更強的次聲波還能使人耳聾、昏迷、精神失常甚至死亡。
首次發現
1890年，一艘名叫“馬爾波羅號”帆船在從紐西蘭駛往英國的途中，突然神秘地失蹤了。20年後，人們在火地島海岸邊發現了它。奇怪的是，船上的東西都原封未動，完好如初。船長航海日記的字跡仍然依稀可辨；就連那些死已多年的船員，也都“各在其位“，保持著當年在崗時的“姿勢”；
1948年初，一艘荷蘭貨船在通過馬六甲海峽時，一場風暴過後，全船海員莫名其妙地死光；在匈牙利鮑拉得利山洞入口， 3名旅遊者齊刷刷地突然倒地，停止了呼吸......
上述慘案，引起了科學家們的普遍關注，其中不少人還對船員的遇難原因進行了長期的研究．就以本文開頭的那樁慘案來說，船員們是怎么死的？是死於天火或是雷擊的嗎？不是，因為船上沒有絲毫燃燒的痕跡；是死於海盜的刀下的嗎？不！遇難者遺骸上沒有看到死前打鬥的跡象；是死於飢餓乾渴的嗎？也不是！船上當時貯存著足夠的食物和淡水．至於前面提到的第二樁和第三樁慘案，是自殺還是他殺？死因何在？兇手是誰？檢驗的結果是：在所有遇難者身上，都沒有找到任何傷痕，也不存在中毒跡象。顯然，謀殺或者自殺之說已不成立。那么，是以疾病一類心腦血管疾病的突然發作致死的嗎？法醫的解剖報告表明，死者生前個個都很健壯！
海嘯產生的次聲波
海嘯產生的次聲波經過反覆調查，終於弄清了製造上述慘案的“兇手”，是一種為人們所不很了解的次聲聲波。
危害
50年前，美國一個物理學家羅伯特·伍德專門為英國倫敦一家新劇院做音響效果檢查，當劇場開演後，羅伯特·伍德悄悄打開了儀器，儀器無聲無息地在工作著。不一會兒，劇場內一部分觀眾便出現了惶惶不安的神情，並逐漸蔓延至整個劇場，當他關閉儀器後，觀眾的神情才恢復正常。這就是著名的次聲波反應試驗。
原來，人體內臟固有的振動頻率和次聲頻率相近似（0.01-20赫），倘若外來的次聲頻率與體內臟的振動頻率相似或相同，就會引起人體內臟的“共振”，從而使人產生上面提到的頭暈、煩躁、耳鳴、噁心等等一系列症狀。特別是當人的腹腔、胸腔等固有的振動頻率與外來次聲頻率一致時，更易引起人體內臟的共振，使人體內臟受損而喪命。前面開頭提到的發生在馬六甲海峽的那樁慘案，就是因為這艘貨船在駛近該海峽時，恰遇上海上起了風暴，風暴與海浪摩擦，產生了次聲波。次聲波使人的心臟及其它內臟劇烈抖動、狂跳，以致血管破裂，最後促使死亡。
因此，科學家們發現，當次聲波的振盪頻率與人們的大腦節律相近，且引起共振時，能強烈刺激人的大腦，輕者恐懼，狂癲不安。重者突然暈厥或完全喪失自控能力，乃至死亡。當次聲波振盪頻率與人體內臟器官的振盪節律相當，而當人處在強度較高的次聲波環境中，五臟六腑就會發生強烈的共振。剎那間，大小血管就會一齊破裂，導致死亡。
正因為次聲波對人體能造成危害，世界上有許多國家已明確將其列為公害之一，並規定了最大允許次聲波的標準。並從聲源、接受噪聲、傳播途逕入手，實施了可行的防治方法。
動物次聲波
一、能聽見次聲波的常見動物
狗（15Hz-50000Hz)
大象（1Hz-20000Hz)
鯨（15Hz-10000Hz)
水母（8Hz-13Hz）
二、能發出次聲波的常見動物
大象：用腳踩踏地面發出次聲波，在遠處的同類用腳就能感覺到同類了。
鱷魚：在求偶期間會在水面靠震動背部發出次聲波，在遠處的異性就能感覺到。
老虎：虎嘯擁有次聲波的威力，可以震錯位人的耳朵關節，聲音由低到高，能傳播很遠。
三、既能發出次聲波又能聽到次聲波的常見動物
大象
套用
從20世紀50年代起，核武器的發展對次聲學的建立起了很大的推動作用，使得對次聲接收、抗干擾方法、定位技術、信號處理和傳播等方面的研究都有了很大的發展，次聲的套用也逐漸受到人們的注意。其實，次聲的套用前景十分廣闊，大致有以下幾個方面：
1．研究自然次聲的特性和產生機制，預測自然災害性事件。例如颱風和海浪摩擦產生的次聲波，由於它的傳播速度遠快於颱風移動速度，人們利用一種叫“水母耳”的儀器，監測風暴發出的次聲波，即可在風暴到來之前發出警報。利用類似方法，也可預報火山爆發、雷暴等自然災害。
次聲波3．通過測定人和其他生物的某些器官發出的微弱次聲的特性，可以了解人體或其他生物相應器官的活動情況。例如人們研製出的“次聲波診療儀”可以檢查人體器官工作是否正常。
