次声与超声

次声波和超声波是人类听觉器官无法接收的声音范围。与声波相比，次声波振动速度比普通声音慢，穿透力强。超声波具有更好的定向特性，并且在传播中具有更少的能量损失。随着现代科学技术的发展，人类不断发现和掌握自己的规律和特点，并利用它们为社会服务。

首先，不同的特征引领着道路

次声的频率低于20 Hz，但波长较长，传播距离比声波、光波和无线电波要长得多。例如，频率低于1赫兹的次声波可以到达数千甚至数万公里之外。1960年，南美洲的智利发生了大地震。地震期间产生的次声波传播到世界的每一个角落。1961年，前苏联在北极圈进行了一次核爆炸。爆炸产生的次声波直到绕地球转了五圈才消失。次声波不仅能穿透大气、海水和土壤，还能穿透坚固的钢筋混凝土建筑，甚至坦克、军舰、潜艇和飞机。次声波在穿透人体时不仅会引起头晕、烦躁、耳鸣、恶心、心悸、视力模糊、吞咽困难、胃痛、四肢麻木等症状，还会损害大脑神经系统，造成脑组织损伤，特别是对心脏的严重影响，甚至可能导致死亡。许多自然现象，如火山爆发、地震、大型陨石降落、大气湍流、海啸、闪电和雷声、海浪冲击海岸、水涡旋、空气湍流、台风、磁暴、极光、冰雹等。伴随着次声波。次声波也在与人类相关的活动中产生，如核爆炸、飞机、火箭、导弹飞行和火炮发射。

与次声波相比，超声波的振动频率要高得多，每秒钟超过2万次。实践证明，超声波的剧烈振动可以清洁各种物体，这就是所谓的“无刷清洁”。清洗时，不需要拆卸物品，也不需要刷洗、搓洗、揉搓等动作，省时省力。这种清洁方法可用于清洁非常复杂的零件、深孔、空腔、凹槽、暗孔、盲孔和狭缝中的污垢。在某些清洁困难或对人体健康有害的场合，它更有用。从20世纪中叶开始，人们开始使用超声波来探测人体内部器官。到目前为止，超声波诊断仪器已经发展成为一个大家庭。

物理学家在实验中发现，当超声波穿过液体时，形成的气泡迅速增加，然后坍缩成非常小的体积。在这个过程中，气泡内的温度超过1000万摄氏度，原子和分子相互碰撞，高能粒子形成等离子体状态，同时瞬间闪光。两位美国科学家用特殊的丙酮做了一个实验。这是特别的，因为丙酮分子中的所有氢原子都被氘(氢同位素之一)所取代。结果得到的气泡直径仅为水中气泡直径的1%，而气泡膨胀增加了近10万倍。因此，压缩过程中产生的压力高达地球大气压力的10亿倍。气泡消失后，研究人员发现了核聚变的产物。同时，他们还发现了一定量的氚，这是氢的另一种高放射性同位素。科学家通过实验证实了“气泡融合”的发生。虽然产生的氚量很少，但它提供了一种制造氚的方法，氚是一种核聚变原料。

第二，在应用领域各有优势。

自然界中的一些生物比人类对次声有更好的适应性。即使是鸟类、猫和狗等小动物也不会在一定频率范围内的次声波下受到伤害。人耳听不到次声波，但水母能听到，甚至能清楚地“听到”快速气流与海水摩擦时产生的频率在8至13赫兹之间的次声波。受水母耳朵特殊结构的启发，科学家们成功开发出一种高度灵敏的“水母耳朵风暴探测器”，专门用于探测次声波。它能提前15小时预报风暴，对渔民和水手有很大帮助。由于次声具有很强的穿透力，国际海上救援组织在一些远离大陆的岛屿上设立了“次声定位站”，对海面进行监测。一旦一艘船或一架飞机坠毁并坠入大海，它能迅速确定自己的位置并实施救援。

类似地，尽管超声波的频率超出了人耳接收声波振动的范围。但是有些动物能感觉到。根据仿生学和现代物理学原理制造的声纳发射器有两个部分:发射和接收，可以发射各种频率的超声波。在传播过程中，超声波在接触物体时会被反射回来，并被接收器接收。根据从发送到接收的时间，可以找到目标并检测其距离。声纳的工作频率范围从几赫兹到几百千赫兹。动作距离可以从几米到上千千米，这是现代导航和定位的重要手段。特别是，它在完成水下目标探测和通信任务中起着特殊的作用。

自20世纪40年代以来，人们在工业生产和科学实验中使用超声波来检测产品的内部质量，清洁被污染的水源，并分解溶解在有机溶液中的聚合物。超声波可以明显提高金属表面的反应速度，从而成为化学合成的重要手段。镁、锂、锌等活性金属在超声波的作用下可以大大提高其活性和使用寿命。超声波对生物材料的合成也有很大的影响，生物材料可以重新合成、分解和排列分子，并且可以使物体粒子悬浮在空气中。使用超声波还可以使金属没有晶体结构，并获得更多功能的新材料。

三、作为武器各显其能

利用次声波杀人灭口可以制造新的军事武器。这种武器有伤害人而不破坏东西的特殊功能，所以更容易达到特定的军事目的。目前，实验中的次声波武器可分为两种类型。一种是神经次声波武器，其振荡频率与人脑的节奏非常相似。当共振发生时，它会强烈刺激人的大脑，使人变得疯狂。另一种是内脏次声波武器，其振荡频率与人体内脏器官的自然振荡频率相似。当共振发生时，它会引起内脏的剧烈疼痛，甚至导致死亡。据说一些国家在实战中秘密使用这种次声波武器，威力巨大。

近年来，一些国家致力于发展次声炸弹。尽管仍处于发展阶段，科学家预测，只要一枚子炸弹爆炸，在10公里以上的地面上，所有人都会被炸死，没有人会在短时间内幸免。次声波武器可以穿透15厘米的混凝土和坦克钢板。即使人们躲在防空洞或坦克的“肚子”里，他们也难逃一死。次声波炸弹和中子弹一样，只能杀死生物而不会损坏建筑物，但是次声波炸弹比中子弹致命得多。

同样，超声波在现代武器的发展中显示了其独特的力量。美国科学家开发了一种超高声音系统，将用于未来战争的心理战。HSS系统的原理是将声波转换成超声波信号。只有特定的接收器才能听到的极其狭窄的声波束。这种高度定向的声音听起来好像来自你的前方，但实际上它可能来自数百米之外。发射机的尺寸不同，小的只有1米，厚的可以达到6米，这取决于需要。使用它们，你可以发出任意大小的声音。实验者听到100米外有声音，这很清楚，但是当他移开几步，他什么也听不见。这种技术会扰乱敌人的判断，让他们以为附近有什么东西。较小类型的声波发射器对敌人来说是完全看不见的，幽灵般的声音足以让最理智的士兵发疯。