2022年初中物理聲學(xué)：例題解析（4）

　　中考網(wǎng)整理了關(guān)于2022年初中物理聲學(xué)：例題解析（4）。希望對(duì)同學(xué)們有所幫助，僅供參考。

　　04、什么是次聲波?次聲波對(duì)人體有什么危害?有哪些方面的應(yīng)用?

　　答:次聲(Infrasound)是指頻率低于人類聽覺可分辨的頻率范圍的聲波，人耳可分辨的頻率范圍大致為20Hz～20000Hz。次聲波的頻率20Hz以下,也就是說發(fā)出次電波的聲源每秒振動(dòng)次數(shù)小于20.

　　10Hz以下的次聲波可以跨山越洋，傳播數(shù)千千米以遠(yuǎn)。1983年夏季，印度尼西亞蘇門答臘和爪哇之間的喀拉喀托火山發(fā)生了一次震驚全球的火山爆發(fā)，產(chǎn)生的次聲波曾繞地球轉(zhuǎn)了3圈，歷時(shí)108小時(shí)。1986年1月29日0時(shí)38分，美國航天飛機(jī)"挑戰(zhàn)者"號(hào)升空爆炸，產(chǎn)生的次聲波歷時(shí)12小時(shí)53分鐘。

　　次聲波具有較大的破壞性。高空大氣湍流產(chǎn)生的次聲波能折斷萬噸巨輪上的桅桿，能將飛機(jī)撕得四分五裂；地震或核爆炸所激發(fā)的次聲波能將高大的建筑物摧毀；海嘯帶來的次聲波可將岸上的房屋毀壞。次聲的頻率與人體器官的固有頻率相近(人體各器官的固有頻率為3~17Hz，頭部的固有頻率為8~12Hz，腹部內(nèi)臟的固有頻率為4~6Hz)，當(dāng)次聲波作用于人體時(shí)，人體器官容易發(fā)生共振，引起人體功能失調(diào)或損壞，血壓升高，全身不適；頭腦的平衡功能亦會(huì)遭到破壞，人因此會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)感、惡心難受。許多住在高層建筑上的人在有暴風(fēng)時(shí)會(huì)感到頭暈惡心，這就是次聲波作怪的緣故。如果次聲波的功率很強(qiáng)，人體受其影響后，便會(huì)嘔吐不止、呼吸困難、肌肉痙攣、神經(jīng)錯(cuò)亂、失去知覺，甚至內(nèi)臟血管破裂而喪命。

　　另一方面，通過研究自然現(xiàn)象產(chǎn)生的次聲波的特性和產(chǎn)生機(jī)制，可以更深入地認(rèn)識(shí)這些現(xiàn)象的特性和規(guī)律。例如人們利用測定極光產(chǎn)生次聲波的特性來研究極光活動(dòng)的規(guī)律等。利用接收到的被測聲源所輻射出的次聲波，探測它的位置、大小和其他特性，例如通過接收核爆炸、火箭發(fā)射火炮或臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的次聲波去探測這些次聲源的有關(guān)參量。許多災(zāi)害性現(xiàn)象如火山噴發(fā)、龍卷風(fēng)和雷暴等在發(fā)生前可能會(huì)輻射出次聲波，因此有可能利用這些前兆現(xiàn)象預(yù)測災(zāi)害事件。次聲波的應(yīng)用前景很廣闊，大致可分為下列幾個(gè)方面：

　　(1)通過研究自然現(xiàn)象產(chǎn)生的次聲波的特性和產(chǎn)生機(jī)制，更深入地認(rèn)識(shí)這些現(xiàn)象的特性和規(guī)律。例如人們利用測定極光產(chǎn)生次聲波的特性來研究極光恬動(dòng)的規(guī)律等。

　　(2)利用接收到的被測聲源所輻射出的次聲波，探測它的位置、大小和其他特性，例如通過接收核爆炸、火箭發(fā)射火炮或臺(tái)風(fēng)所產(chǎn)生的次聲波去探測這些次聲源的有關(guān)參量。

　　(3)預(yù)測自然災(zāi)害性事件，許多災(zāi)害性現(xiàn)象如火山噴發(fā)、龍卷風(fēng)和雷暴等在發(fā)生前可能會(huì)輻射出次聲波，因此有可能利用這些前兆現(xiàn)象預(yù)測災(zāi)害事件。

　　(4)次聲在大氣中傳播時(shí)，很容易受到大氣媒質(zhì)的影響，它與大氣中風(fēng)和溫度分布等有密切的聯(lián)系。因此可以通過測定自然或人工產(chǎn)生的次聲波在大氣中傳播特性的測定，可以探測某些大規(guī)模氣象的性質(zhì)和規(guī)律。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以對(duì)大范圍大氣進(jìn)行連續(xù)不斷的探測和監(jiān)視。

　　(5)通過測定次聲波與大氣中其他波動(dòng)的相互作用的結(jié)果，探測這些活動(dòng)特性。例如在電離層中次聲波的作用使電波傳播受到行進(jìn)性干擾�？梢酝ㄟ^測定次聲波的特性，更進(jìn)一步揭示電離層擾動(dòng)的規(guī)律。同樣，通過測定聲波與重力波或其他波動(dòng)的作用，可以研究這些波動(dòng)的活動(dòng)規(guī)律。

　　(6)人和其他生物不僅能夠?qū)Υ温暜a(chǎn)生某種反應(yīng)，而且他(它)們的某些器官也會(huì)發(fā)出微弱的次聲，因此可以利用測定這些次聲波的特性來了解人體或其他生物相應(yīng)器官的活動(dòng)情況。

　　(7)次聲波武器即一種由高能放大器驅(qū)動(dòng)特制揚(yáng)聲器發(fā)射大功率20赫以下的低頻聲波即次聲波的武器裝置，一般由次聲波發(fā)生器、動(dòng)力裝置和控制系統(tǒng)組成。目前研制的次聲波武器主要有兩類：一是神經(jīng)型次聲波武器，它的振蕩頻率同人類大腦的阿爾法節(jié)律（8～12赫）極為相近，產(chǎn)生共振時(shí)能強(qiáng)烈刺激大腦，使人神經(jīng)錯(cuò)亂，癲狂不止；另一類是內(nèi)臟器官型次聲波武器，其振蕩頻率與人體內(nèi)臟器官的固有振蕩頻率相近，可使人的五臟六腑產(chǎn)生強(qiáng)烈共振，破壞人的平衡感和方向感，使人惡心、嘔吐及劇烈不適而失去戰(zhàn)斗力。次聲波還有滲透性強(qiáng)的特點(diǎn)，次聲波炸彈一旦命中目標(biāo)，轉(zhuǎn)瞬之間，在方圓十幾千米的地面上，所有的人將統(tǒng)統(tǒng)受到傷害。次聲波可穿透15米厚的混凝土和坦克裝甲鋼板，即使人員躲進(jìn)地鐵、防空洞或坦克、裝甲車輛內(nèi)也不能幸免。次聲波彈和中子彈一樣，只殺傷生物而不摧毀建筑物，但它的殺傷威力卻大大超過中子彈。為預(yù)防劫機(jī)事件，美國目前研制出一種次聲波槍。這種新型聲波武器可以發(fā)射“聲波子彈”，即集束聲波。威力強(qiáng)大的集束聲波能夠使劫機(jī)分子暫時(shí)失去行動(dòng)能力，從而阻止劫機(jī)事件的發(fā)生。但這種聲波不會(huì)對(duì)飛機(jī)本身造成絲毫損害。美國新增加的空中警察將配備這種新型聲波槍。

 

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