作者：徐家宽
物理教师 2004年02期
几年前，法国报纸上刊载过这样一件真实的事：
盖夫洛德是法国马赛学院的教授。近来，有一件事令他十分苦恼，那就是他只要在大楼最高层的办公室里呆上一段时间，就会感到一阵阵头昏和恶心，但是一离开办公室，这些症状又全部消失。为了自己的健康，他决定辞掉这份工作。临走前，教授又使用各种方法，仔仔细细地检查了这个办公室，结果并未发现任何有害于人体健康的物品或异常现象。正当他失望地靠墙休息时，突然感到墙壁在轻微地颤动。盖夫洛德感到非常奇怪，墙壁为什么颤动呢？经过仔细观察，他终于发现，墙壁振动是屋顶上的空调装置引起的。他的办公楼的固有频率与空调装置的振动频率相近，所以引起了墙壁共振。经过仪器测试，它的振动频率极低，仅为7Hz。
在自然界里，声波的频率范围十分宽广，而人的耳朵却只能听到频率在加20～20000Hz之间的声波，频率高于20000Hz的声波称为超声波，频率低于20Hz的声波叫做次声波。超声波和次声波都是人耳听不到的，上面所说盖夫洛德的苦恼，就是由7Hz的次声波引起的。下面从三个方面谈谈次声波。
1.次声波的危害
次声波与噪声相比，次声波对人的危害更大一些。科学家研究发现，次声波会干扰人的神经系统，危害人体健康。一定强度的次声波能使人感到烦躁、耳鸣、头痛、失眠、恶心、丧失平衡感觉，甚至精神沮丧。科学家还发现，1～3Hz的次声波能使人产生恐惧，地震前动物的不安，就是这个频段产生的次声波引起的；3～6Hz能引起人的神经混乱、失去理智；8～12Hz可以使人的思维集中、增强记忆能力。而强烈的次声波还会使人的四肢麻木、鼻孔出血，尤其次声波能与人体内脏的固有低频产生共振而使内脏破裂。科学家用动物试验发现，狗在172dB的高强度次声波的作用下，呼吸显著困难，几乎出现窒息；次声强度增加到192dB以上，而次声波的频率在6～9Hz之间，狗立即会死亡。为了保证人们的健康，一些国家规定了环境次声的分贝数，美国、挪威等国家规定在120dB以下，瑞典等国家规定在100dB以下。我国也规定在100dB以下。
2.次声波的产生
产生次声波的原因是多种多样的，大体可归纳为两个方面：一是由于自然现象而产生的，如火山爆发、地震、龙卷风、闪电、雷鸣、台风、陨石落地、磁暴等；二是人为因素，如核爆炸、火箭发射、超音速飞机的飞行等，都会伴有次声波。在我们的日常生活和工业生产过程中，也会产生次声波，如鼓风机吸入或压送空气不均匀时、炼钢炉的火焰形成涡流时也可能产生次声。然而，在敞开的自然界中，很难产生高强度的次声波，即使产生了次声波，也不易聚集。
3.次声波的特点及应用
科学家们发现，声音的传播有一个特点，就是频率愈低，传播的距离愈远。有一个例子能说明这一点：当游行队伍敲锣打鼓走近你时，先传进你耳孔的一定是低沉浑厚的大鼓声，等一会儿你才听到清脆高亢的锣号声；当队伍离你远去时，最先消失的是锣号声，而“咚咚”鼓声则在队伍走出很远后，还在你耳际回响。这是因为声音传播时，空气分子随着声音的频率而振动，分子之间互相碰撞，于是一部分声能就转变为内能，被空气吸收。频率愈高，分子摩擦得愈厉害，声音的损耗也愈厉害，传播的距离就愈近。相反，频率愈低的声音传播得就愈远。次声波的频率最低，不到20Hz，因此，它能传播的距离比可以听得见的声音远得多。例如：火车发出的汽笛声在10多千米外就听不见了，但伴随其发出的次声波在数百千米之外，仍可被次声接收器收听到。地震、核试验发出的次声波就传得更远了，如1883年举世闻名的印尼克拉克托火山爆发，巨响声传到5000km外印度洋上的罗德里格斯岛，而喷发激起的次声波绕地球跑了三圈，行程132000多千米；1961年前苏联在北极圈内新地岛进行核试验激起的次声波创造了环绕地球五圈的“世界纪录”。
次声波不仅传得远，而且不管在空气中、海洋里，还是地底下，它都能畅通无阻。高山、大厦会阻挡光波和电磁波的通行，却挡不住次声波的去路。利用次声波的这些特点，人们设计了各种新颖的次声波接收器来探测台风、地震、火山喷发；监听核试验、火箭发射。如1968年，一艘装有核武器的前苏联潜水艇发生爆炸，美国就利用了爆炸时产生的次声波，相当准确地判断出发生爆炸的水域，并取得了前苏联导弹核武器的秘密；又如60年代后期，美国在世界各地建立了许多次声波监听站，以便有效地监测其他国家发射的洲际导弹和卫星，并根据次声波的强弱，确定洲际导弹或火箭能产生的推力和射程等军事技术情报。另外，利用次声波还可以进行灾害性天气预报工作。一旦在某一地区，海域出现了风暴，而风暴的移动速度远赶不上次声波的传播速度，这样由风暴产生的次声波无意中给遥远的监测站送去了情报，人们就可推算出多长时间后本地区将出现风暴。
次声波除具有传播距离远，穿透能力强外，还具有杀伤力高的特点，所以某些大国正投入巨资研究把次声用于炸弹的可能性，一旦这种“次声波炸弹”研究成功，这对人类将是一个极大的威胁。
随着科学技术的发展，人们会研究设计出更先进的次声波接收仪器，对有害于人类的各种次声波，可以采取有效的防范措施。
本文在成稿过程中得到了芜湖师专物理系高伟教授的斧正，在此表示衷心感谢。
作者介绍：作者单位：安徽南陵三中学，242400
作者：徐家宽
物理教师 2004年02期
几年前，法国报纸上刊载过这样一件真实的事：
盖夫洛德是法国马赛学院的教授。近来，有一件事令他十分苦恼，那就是他只要在大楼最高层的办公室里呆上一段时间，就会感到一阵阵头昏和恶心，但是一离开办公室，这些症状又全部消失。为了自己的健康，他决定辞掉这份工作。临走前，教授又使用各种方法，仔仔细细地检查了这个办公室，结果并未发现任何有害于人体健康的物品或异常现象。正当他失望地靠墙休息时，突然感到墙壁在轻微地颤动。盖夫洛德感到非常奇怪，墙壁为什么颤动呢？经过仔细观察，他终于发现，墙壁振动是屋顶上的空调装置引起的。他的办公楼的固有频率与空调装置的振动频率相近，所以引起了墙壁共振。经过仪器测试，它的振动频率极低，仅为7Hz。
在自然界里，声波的频率范围十分宽广，而人的耳朵却只能听到频率在加20～20000Hz之间的声波，频率高于20000Hz的声波称为超声波，频率低于20Hz的声波叫做次声波。超声波和次声波都是人耳听不到的，上面所说盖夫洛德的苦恼，就是由7Hz的次声波引起的。下面从三个方面谈谈次声波。
1.次声波的危害
次声波与噪声相比，次声波对人的危害更大一些。科学家研究发现，次声波会干扰人的神经系统，危害人体健康。一定强度的次声波能使人感到烦躁、耳鸣、头痛、失眠、恶心、丧失平衡感觉，甚至精神沮丧。科学家还发现，1～3Hz的次声波能使人产生恐惧，地震前动物的不安，就是这个频段产生的次声波引起的；3～6Hz能引起人的神经混乱、失去理智；8～12Hz可以使人的思维集中、增强记忆能力。而强烈的次声波还会使人的四肢麻木、鼻孔出血，尤其次声波能与人体内脏的固有低频产生共振而使内脏破裂。科学家用动物试验发现，狗在172dB的高强度次声波的作用下，呼吸显著困难，几乎出现窒息；次声强度增加到192dB以上，而次声波的频率在6～9Hz之间，狗立即会死亡。为了保证人们的健康，一些国家规定了环境次声的分贝数，美国、挪威等国家规定在120dB以下，瑞典等国家规定在100dB以下。我国也规定在100dB以下。
2.次声波的产生
产生次声波的原因是多种多样的，大体可归纳为两个方面：一是由于自然现象而产生的，如火山爆发、地震、龙卷风、闪电、雷鸣、台风、陨石落地、磁暴等；二是人为因素，如核爆炸、火箭发射、超音速飞机的飞行等，都会伴有次声波。在我们的日常生活和工业生产过程中，也会产生次声波，如鼓风机吸入或压送空气不均匀时、炼钢炉的火焰形成涡流时也可能产生次声。然而，在敞开的自然界中，很难产生高强度的次声波，即使产生了次声波，也不易聚集。
3.次声波的特点及应用
科学家们发现，声音的传播有一个特点，就是频率愈低，传播的距离愈远。有一个例子能说明这一点：当游行队伍敲锣打鼓走近你时，先传进你耳孔的一定是低沉浑厚的大鼓声，等一会儿你才听到清脆高亢的锣号声；当队伍离你远去时，最先消失的是锣号声，而“咚咚”鼓声则在队伍走出很远后，还在你耳际回响。这是因为声音传播时，空气分子随着声音的频率而振动，分子之间互相碰撞，于是一部分声能就转变为内能，被空气吸收。频率愈高，分子摩擦得愈厉害，声音的损耗也愈厉害，传播的距离就愈近。相反，频率愈低的声音传播得就愈远。次声波的频率最低，不到20Hz，因此，它能传播的距离比可以听得见的声音远得多。例如：火车发出的汽笛声在10多千米外就听不见了，但伴随其发出的次声波在数百千米之外，仍可被次声接收器收听到。地震、核试验发出的次声波就传得更远了，如1883年举世闻名的印尼克拉克托火山爆发，巨响声传到5000km外印度洋上的罗德里格斯岛，而喷发激起的次声波绕地球跑了三圈，行程132000多千米；1961年前苏联在北极圈内新地岛进行核试验激起的次声波创造了环绕地球五圈的“世界纪录”。
次声波不仅传得远，而且不管在空气中、海洋里，还是地底下，它都能畅通无阻。高山、大厦会阻挡光波和电磁波的通行，却挡不住次声波的去路。利用次声波的这些特点，人们设计了各种新颖的次声波接收器来探测台风、地震、火山喷发；监听核试验、火箭发射。如1968年，一艘装有核武器的前苏联潜水艇发生爆炸，美国就利用了爆炸时产生的次声波，相当准确地判断出发生爆炸的水域，并取得了前苏联导弹核武器的秘密；又如60年代后期，美国在世界各地建立了许多次声波监听站，以便有效地监测其他国家发射的洲际导弹和卫星，并根据次声波的强弱，确定洲际导弹或火箭能产生的推力和射程等军事技术情报。另外，利用次声波还可以进行灾害性天气预报工作。一旦在某一地区，海域出现了风暴，而风暴的移动速度远赶不上次声波的传播速度，这样由风暴产生的次声波无意中给遥远的监测站送去了情报，人们就可推算出多长时间后本地区将出现风暴。
次声波除具有传播距离远，穿透能力强外，还具有杀伤力高的特点，所以某些大国正投入巨资研究把次声用于炸弹的可能性，一旦这种“次声波炸弹”研究成功，这对人类将是一个极大的威胁。
随着科学技术的发展，人们会研究设计出更先进的次声波接收仪器，对有害于人类的各种次声波，可以采取有效的防范措施。
本文在成稿过程中得到了芜湖师专物理系高伟教授的斧正，在此表示衷心感谢。
作者介绍：作者单位：安徽南陵三中学，242400