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神通广大的声音——漫话声音的能量

科普小知识2021-11-05 17:42:55
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在电影《功夫》中,“小龙女”被称为“狮子吼”,地板被掀起,桌椅被撕破,人们被吹得远远的。尽管艺术夸张,声音真的有能量吗?

让我们做一个研究实验:取下罐头两端的盖子,把它给

用橡胶薄膜覆盖一端,并使用橡胶

把肋骨扎紧,一根一根地放在易拉罐旁边。

三支点燃的蜡烛,用橡胶膜敲击火焰,火焰会摇动吗?

通过实验发现,易拉罐附近的火焰在强烈时不仅会晃动,而且会熄灭。这个实验表明声音有能量,声音可以通过空气传递能量。

什么样的声音有巨大的能量?

我们知道所有的发声器都在振动。大多数人能听到的声音范围是每秒20到20,000次振动,也就是20到20000赫兹。这个范围内的声波被称为可听声。高于20000赫兹的声波叫做超声波,低于2000赫兹的声波叫做次声波。对普通人来说,超声波和次声不能产生声音的感觉,但它们有巨大的能量,被广泛应用于生产和生活中。

超声波具有“破碎”的特性:超声波在介质中传播时,介质颗粒的振动频率很高,所以能量很大。金属零件、玻璃和陶瓷产品的除垢是一件麻烦的事情。如果超声波被引入到包含这些物品的清洗液中,清洗液的剧烈振动将会冲击物品上的污垢,这些污垢可以被快速洗掉。

超声波也可以“压碎”液体:各种液体(如油和水等。)在正常情况下不能混合的物质混合在一起,即使放置几个月后也不会改变,因此为油漆和化学工业提供了强有力的助手。

在医学上,外科医生可以利用超声波振动使结石粉碎成细粉,从而将其顺利排出体外。牙医用超声波治疗牙科疾病。钻孔和拔牙变得无痛。对于咽喉炎、气管炎等疾病,药物很难到达患处。超声波粉碎是用来雾化液体药物,让病人吸入可以提高疗效。

超声波可以用来焊接金属,如铝,它不能正常焊接,和高硬度的材料,如目标钻石钻孔。当刀片与超声波发生器连接时,用刀片切割玻璃就像切纸一样方便,但刀片根本不必接触玻璃。

超声波也能促进物质的聚合。工厂排出的大量废气和灰尘是城市空气污染的主要原因。对于化工厂来说,他们的废气不仅污染了大气,还白白损失了大量财富。通过在烟囱和排气管中安装超声波集尘器,可以回收宝贵的原材料和空气中的灰尘。

生物学上,它可以加速酵母和微生物的培养过程。另一方面,它可以消除细菌,消毒饮用水和食物。它还可以从致病菌中获得相应的疫苗。

次声波的特点是穿透力强。它能穿透障碍物,如建造掩体、坦克、船只等。7000赫兹的声波可以被一张纸挡住,而7Hz的次声波可以穿透10米多的钢筋混凝土。地震或核爆炸产生的次声波可以摧毁岸上的房屋。次声如果与周围的物体产生共振,会释放出相当大的能量。例如,4 Hz至8 Hz的次声能量在人的腹腔*振,这可在心脏中引起强烈的共振并损害肺壁。一些国家利用次声的性质来发展次声武器。最初选择使用次声波进行操作的方向是次声波发生器和次声波炸弹。世界上第一台次声发生器是法国人在1972年发明的。它产生的次声可以伤害5公里以外的人。

次声波也有分裂效应。在肉类加工中,次声波可以完全分离肉和骨,而在蜜饯加工中,次声波可以完全分离橄榄、青梅等果肉和果核。

除了能量利用,声音还可以传递信息,如利用声音来检测金属产品的内部缺陷,制作医学检查工具(如b超),研究大气结构等。

声音是生活中常见的现象,在许多领域发挥着越来越重要的作用,为人类做出了新的贡献。