八年級(jí)物理教學(xué)論文次聲波的危害粵教滬科版.doc
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次聲波的危害 人體內(nèi)臟固有的振動(dòng)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(nèi)臟的振動(dòng)頻率相似或相同,就會(huì)引起人體內(nèi)臟的“共振”,從而使人產(chǎn)生上面提到的頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列癥狀.特別是當(dāng)人的腹腔、胸腔等固有的振動(dòng)頻率與外來次聲頻率一致時(shí),更易引起人體內(nèi)臟的共振,使人體內(nèi)臟受損而喪命.因?yàn)樨洿隈偨摵{時(shí),恰遇上海上起了風(fēng)暴.風(fēng)暴與海浪摩擦,產(chǎn)生了次聲波.次聲波使人的心臟及其它內(nèi)臟劇烈抖動(dòng)、狂跳,以致血管破裂,最后促使死亡. 超聲波的頻率高至20000Hz以上(每秒振動(dòng)20000次以上),由于它的頻率高,因此具有以下特點(diǎn):(a)方向性好,幾乎沿直線傳播;(b)穿透能力強(qiáng),能穿透許多電磁波不能穿透的物質(zhì);(c)在媒質(zhì)中傳播時(shí)能產(chǎn)生巨大的作用力,可以用來為硬質(zhì)材料做切割、鑿孔等,也可以用來清洗和消毒等對(duì)于超聲波的應(yīng)用,我們比較熟悉的就是醫(yī)院中常用的B超,它是把超聲波射入人體,根據(jù)人體組織對(duì)超聲波的傳導(dǎo)和反射能力的變化來判斷有無異常,如對(duì)人體臟器做病變檢查、結(jié)石檢查等,它具有對(duì)人體無損傷、簡(jiǎn)便迅速的優(yōu)點(diǎn). ? 次聲又稱亞聲,是頻率在20Hz以下的低頻率波.許多自然災(zāi)害如地震、火山爆發(fā)、龍卷風(fēng)等在發(fā)生前都會(huì)發(fā)出次聲波.次聲波對(duì)人體能夠造成危害,引起頭痛、嘔吐、呼吸困難等癥狀.在20世紀(jì)30年代,美國一位物理學(xué)家做過實(shí)驗(yàn):他把一臺(tái)次聲發(fā)生器帶進(jìn)劇場(chǎng),開演后悄悄地打開,然后坐在自己的包廂內(nèi)觀察動(dòng)靜,只見坐在次聲器四周的觀眾產(chǎn)生一種惶恐不安和迷惑不解的神情,并很快蔓延到整個(gè)劇場(chǎng).次聲波的特點(diǎn)是來源廣、傳播遠(yuǎn)、穿透力強(qiáng)科學(xué)家們利用它來預(yù)測(cè)臺(tái)風(fēng)、研究大氣結(jié)構(gòu)等.在軍事上可以利用次聲來偵察大氣中的核爆炸、跟蹤導(dǎo)彈等等. 1890年, 一艘名叫“馬爾波羅號(hào)”帆船在從新西蘭駛往英國的途中,突然神秘地失蹤了. 20年后,人們?cè)诨鸬貚u海岸邊發(fā)現(xiàn)了它.奇怪的是:船上的開都原封未動(dòng).完好如初.船長(zhǎng)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(dāng)年在崗時(shí)的“姿勢(shì)”; 1948年初,一艘荷蘭貨船在通過馬六甲海峽時(shí),一場(chǎng)風(fēng)暴過后,全船海員莫明其妙地死光;在匈牙利鮑拉得利山洞入口, 3名旅游者齊刷刷地突然倒地,停止了呼吸...... 上述慘案,引起了科學(xué)家們的普遍關(guān)注,其中不少人還對(duì)船員的遇難原因進(jìn)行了長(zhǎng)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?是死于天火或是雷擊的嗎?不是,因?yàn)榇蠜]有絲毫燃燒的痕跡;是死于海盜的刀下的嗎?不!遇難者遺骸上看到死前打斗的跡象;是死于饑餓干渴的嗎?也不是!船上當(dāng)時(shí)貯存著足夠的食物和淡水.至于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??jī)词质钦l?檢驗(yàn)的結(jié)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,是以及病一類心腦血管疾病的突然發(fā)作致死的嗎?法醫(yī)的解剖報(bào)告表明,死者生前個(gè)個(gè)都很健壯! 經(jīng)過反復(fù)調(diào)查,終于弄清了制造上述慘案的“兇手”,是一種為人們所不很了解的次聲的聲波.次聲波是一種每秒鐘振動(dòng)數(shù)很少,人耳聽不到的聲波.次聲的聲波頻率很低,一般均在20兆赫以下,波長(zhǎng)卻很長(zhǎng),傳播距離也很遠(yuǎn).它比一般的聲波、光波和無線電波都要傳得遠(yuǎn).例如,頻率低于1赫的次聲波,可以傳到幾千以至上萬公里以外的地方.1960年,南美洲的智利發(fā)生大地震,地震時(shí)產(chǎn)生的次聲波傳遍了全世界的每一個(gè)角落!1961年,蘇聯(lián)在北極圈內(nèi)進(jìn)行了一次核爆炸,產(chǎn)生的次聲波竟繞地球轉(zhuǎn)了5圈之后才消失! 次聲波具有極強(qiáng)的穿透力,不僅可以穿透大氣、海水、土壤,而且還能穿透堅(jiān)固的鋼筋水泥構(gòu)成的建筑物,甚至連坦克、軍艦、潛艇和飛機(jī)都不在話下.次聲穿透人體時(shí),不僅能使人產(chǎn)生頭暈、煩燥、耳鳴、惡心、心悸、視物模糊,吞咽困難、胃痛、肝功能失調(diào)、四肢麻木,而且還可能破壞大腦神經(jīng)系統(tǒng),造成大腦組織的重大損傷.次聲波對(duì)心臟影響最為嚴(yán)重,最終可導(dǎo)致死亡. 為什么次聲波能致人于死呢? 原來,人體內(nèi)臟固有的振動(dòng)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(nèi)臟的振動(dòng)頻率相似或相同,就會(huì)引起人體內(nèi)臟的“共振”,從而使人產(chǎn)生上面提到的頭暈、煩躁、耳鳴、惡心等等一系列癥狀.特別是當(dāng)人的腹腔、胸腔等固有的振動(dòng)頻率與外來次聲頻率一致時(shí),更易引起人體內(nèi)臟的共振,使人體內(nèi)臟受損而喪命.前面開頭提到的發(fā)生在馬六甲海峽的那樁慘案,就是因?yàn)檫@艘貨船在駛近該海峽時(shí),恰遇上海上起了風(fēng)暴.風(fēng)暴與海浪摩擦,產(chǎn)生了次聲波.次聲波使人的心臟及其它內(nèi)臟劇烈抖動(dòng)、狂跳,以致血管破裂,最后促使死亡. 次聲雖然無形,但它卻時(shí)刻在產(chǎn)生并威脅著人類的安全.在自然界,例如太陽磁暴、海峽咆哮、雷鳴電閃、氣壓突變;在工廠,機(jī)械的撞擊、摩擦;軍事上的原子彈、氫彈爆炸試驗(yàn)等等,都可以產(chǎn)生次聲波. 由于次聲波具有極強(qiáng)的穿透力,因此,國際海難救助組織就在一些遠(yuǎn)離大陸的島上建立起“次聲定位站”,監(jiān)測(cè)著海潮的洋面.一旦船只或飛機(jī)失事附海,可以迅速測(cè)定方位,進(jìn)行救助. 近年來,一些國家利用次聲能夠“殺人”這一特性,致力次聲武器——次聲炸彈的研制盡管眼下尚處于研制階段,但科學(xué)家們預(yù)言;只要次聲炸彈一聲爆炸,瞬息之間,在方圓十幾公里的地面上,所有的人都將被殺死,且無一能幸免.次聲武器能夠穿透15厘米的混凝土和坦克鋼板.人即使躲到防空洞或鉆進(jìn)坦克的“肚子”里,也還是一樣地難逃殘廢的厄運(yùn).次聲炸彈和中子彈一樣,只殺傷生物而無損于建筑物.但兩者相比,次聲彈的殺傷力遠(yuǎn)比中子彈強(qiáng)得多. 次聲波是頻率為0.0001~20Hz的聲波,這個(gè)頻段通常是人耳聽不到的。由于人體各部位都存在細(xì)微而有節(jié)奏的脈動(dòng),這種脈動(dòng)頻率一般為2~16Hz,如內(nèi)臟為4~6Hz,頭部為8~12Hz等。人體的這些固有頻率正好在次聲波的頻率范圍內(nèi),一旦大功率的次聲波作用于人體,就會(huì)引起人體強(qiáng)烈的共振,從而造成極大的傷害。談到共振的破壞力,可能不少讀者都知道在19世紀(jì)的歐洲,曾多次發(fā)生過士兵齊步過橋引發(fā)橋體共振,使大橋倒塌的悲劇。堅(jiān)固的大橋都可以毀于共振,何況血肉之軀呢!次聲武器就是利用頻率低于20Hz的次聲波與人體發(fā)生共振,使共振的器官或部位發(fā)生位移和變形而造成人體損傷以至死亡的一種武器。 自然界中的隕石落地、海上風(fēng)暴, 人類活動(dòng)中的火炮發(fā)射、導(dǎo)彈飛行等等,廣泛存在著次聲波 次聲波的危害 在自然界和人類活動(dòng)中廣泛存在著次聲波,人們正是通過次聲波引發(fā)的破壞現(xiàn)象逐步認(rèn)識(shí)它的神奇威力的。 1883年,印尼的克拉托火山大爆發(fā),巨大的噴發(fā)激起強(qiáng)大的次聲波,它繞了地球3周,在遠(yuǎn)離火山幾萬千米的觀測(cè)站測(cè)到了這次次聲波,這是世界上首次記錄的次聲波。 1948年,一艘名為“烏蘭格梅奇號(hào)”的荷蘭貨船,在通過馬六甲海峽時(shí),突然遇到海上風(fēng)暴,當(dāng)救助人員趕到時(shí),船上所有人員都莫明其妙地死了。后經(jīng)科學(xué)家們調(diào)查,才發(fā)現(xiàn)造成這場(chǎng)海難的罪魁是風(fēng)暴與海面驚濤引起的次聲波。最近有人把神秘莫測(cè)的百慕大三角區(qū)發(fā)生的悲劇也歸咎于該地區(qū)的次聲波。 自然界中,海上風(fēng)暴、火山爆發(fā)、大隕石落地、海嘯、電閃雷鳴、波浪擊岸、水中漩渦、空中湍流、龍卷風(fēng)、磁暴、極光等等都可能伴有次聲波的發(fā)生。 人類活動(dòng)中,諸如核爆炸、導(dǎo)彈飛行、火炮發(fā)射、輪船航行、汽車急馳、高樓和大橋搖晃,甚至像鼓風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)、擴(kuò)音喇叭等也都能產(chǎn)生次聲波。 為了深入了解人體究竟能承受多強(qiáng)的次聲波,人們?cè)门c人體忍受力相近的狗、猴子和狒狒做試驗(yàn),結(jié)果表明:狗在172dB的高強(qiáng)次聲作用下,出現(xiàn)明顯的呼吸困難,有的甚至停止了呼吸,猴子和狒狒的呼吸次數(shù)也明顯降低;當(dāng)聲壓級(jí)達(dá)到185~195dB時(shí),在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),被試動(dòng)物全部死亡。經(jīng)反復(fù)研究,科學(xué)家們普遍認(rèn)為,次聲波強(qiáng)度在140dB左右,即使作用時(shí)間較短也會(huì)引起人體內(nèi)臟器官機(jī)能方面的改變,當(dāng)上升到150dB時(shí),則會(huì)引起人體內(nèi)某些器官的病變,如次聲強(qiáng)度再升高,不僅會(huì)有生理病理方面的明顯變化,甚至?xí)?dǎo)致人身傷亡。因此把150dB的聲壓級(jí)定為人體承受次聲的安全極限。 國外興起次聲武器熱 次聲波這種看不見聽不到的神奇威力,早已引起國外軍事科學(xué)家們的興趣,從20世紀(jì)60年代起他們就競(jìng)相研究次聲武器,而且成果顯著。1968年2月,英國《觀察家報(bào)》首先對(duì)法國在馬賽附近的某研究所秘密研究“聲槍”作了報(bào)道。1972年法國國家實(shí)驗(yàn)中心的加里亞斯教授制成一臺(tái)強(qiáng)次聲發(fā)生器,首次試驗(yàn)就使周圍5km以內(nèi)的人員受到傷害,他們的胃、心臟等內(nèi)臟器官發(fā)生異常劇烈的振動(dòng),頭腦發(fā)脹甚至神志不清。80年代法國的科學(xué)家加弗羅制出了一種“大哨笛”次聲發(fā)生器,聲壓級(jí)為160dB,能對(duì)人體器官產(chǎn)生一定程度損傷。當(dāng)時(shí)法國報(bào)紙稱它為“次聲槍”。 70年代蘇聯(lián)在西部地區(qū)的里加和戈麥爾附近,用兩臺(tái)大功率的次聲波裝置進(jìn)行了秘密試驗(yàn),曾導(dǎo)致附近駐軍受害。1979年蘇聯(lián)又秘密進(jìn)行過次聲炸彈的原理性試驗(yàn),由于當(dāng)時(shí)對(duì)其威力估計(jì)不足,又缺乏良好的防護(hù),造成數(shù)名現(xiàn)場(chǎng)人員死亡。 在這個(gè)有巨大潛在威力的領(lǐng)域內(nèi),美國更是不甘落后。20世紀(jì)80年代初德萊維斯對(duì)次聲武器進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究,他提出的“聲波武器系統(tǒng)”(申報(bào)了美國專利)是一套完整的次聲武器系統(tǒng),主要由高能次聲發(fā)生系統(tǒng)、頻率選擇與相位控制系統(tǒng)和使聲波聚焦的聲透鏡系統(tǒng)3大部分組成。另外,為了使發(fā)射的聲波頻率更接近目標(biāo)的固有頻率,該系統(tǒng)又加上激光反饋系統(tǒng)(圖2)。美國陸軍武器研究室研制的是一種可延伸至17m長(zhǎng)的喇叭型聲炮方案,試驗(yàn)的聲頻率為10~600Hz,發(fā)射功率達(dá)20kW。上述兩種次聲武器都是車載的大型武器系統(tǒng)。另外美國科學(xué)應(yīng)用研究協(xié)會(huì)還研制了頻率可調(diào)型次聲武器,同時(shí)利用這種可調(diào)型裝置制成保護(hù)某些重要目標(biāo)的“聲音護(hù)欄”,其產(chǎn)生的聲波可使侵犯者越接近目標(biāo)就越覺難受。據(jù)稱,該裝置曾被送到某海軍陸戰(zhàn)隊(duì)基地試用過。 美國還將次聲波用于小型非致命武器的開發(fā)上。早在上世紀(jì)70年代,美警方就開發(fā)了用于控制騷亂人群的次聲武器,也稱使人“僵化”或失去戰(zhàn)斗力的次聲槍。90年代,一些科研機(jī)構(gòu)在美軍方資助下專門研制小型化的高功率次聲發(fā)生器,并進(jìn)行了戰(zhàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)。1995年底美國出兵干涉波黑內(nèi)戰(zhàn)時(shí),就曾秘密對(duì)波黑塞軍陣地進(jìn)行過非致命的次聲攻擊,據(jù)稱,幾秒鐘就使塞軍陣地陷入一片混亂,有人昏倒,有人嘔吐不止。1998年又報(bào)道了美國正在研制的非致命次聲武器的試驗(yàn)情況。這種武器為手持式次聲槍,它可使人難以辨清方向、痛苦、惡心……并在技術(shù)上使能量轉(zhuǎn)換率達(dá)到70% (一般僅為1.5%~3%)。 氣爆式次聲武器工作原理 次聲武器的種類及應(yīng)用 從目前研制的情況看,次聲武器的關(guān)鍵技術(shù)主要有兩項(xiàng),一項(xiàng)是高功率次聲發(fā)生器,另一項(xiàng)是次聲波的聚焦發(fā)射。關(guān)于聚焦技術(shù)國外報(bào)道很少,高功率發(fā)生器則有較多報(bào)道。 按照感官刺激分類,次聲武器可分為兩種,即神經(jīng)型和器官型。神經(jīng)型次聲武器的發(fā)射頻率與人腦的阿爾法節(jié)律相近(約5Hz),能強(qiáng)烈刺激人的神經(jīng),使人暈眩頭痛、精神沮喪或神經(jīng)錯(cuò)亂。器官型次聲武器的發(fā)射頻率與人體內(nèi)臟固有頻率相當(dāng)(4~8Hz),可使人出現(xiàn)惡心嘔吐、胃痛、呼吸困難等癥狀。 以次聲波產(chǎn)生的方式分類,次聲武器大致可分為以下幾種: (1)氣爆式次聲武器 是將壓縮空氣、高壓蒸汽或高壓燃?xì)庥锌刂频匾悦}沖式突然放出,利用高速排出的氣體激發(fā)周圍媒質(zhì)的低頻振動(dòng),形成所需的次聲波。這種次聲裝置因體積小、頻率低、易控制,近年發(fā)展較快。但其次聲波強(qiáng)度較低,近距離使用才有效。 (2)爆彈式次聲武器 是利用爆炸產(chǎn)生強(qiáng)次聲波,也可稱為次聲彈。爆炸所釋放的能量約有50%形成沖擊波,沖擊波衰減后又產(chǎn)生次聲波。目前的新型次聲彈是將已有的燃料空氣彈加以改進(jìn),使原來只能形成一個(gè)云霧團(tuán)變成可以形成若干云霧團(tuán),并能連續(xù)多次引爆。只要控制好云霧團(tuán)的數(shù)量和起爆時(shí)間間隔,就能獲得所需頻率的次聲波。 (3)管式次聲武器 其構(gòu)造和工作原理很像樂器中的笛子,當(dāng)管子中空氣柱的振動(dòng)與管子本身固有頻率相同時(shí),就可產(chǎn)生較強(qiáng)的次聲波。在管子一端裝上一個(gè)活塞,用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)或用氣流激勵(lì),當(dāng)振動(dòng)頻率的1/4波長(zhǎng)與管子長(zhǎng)度相等時(shí),可獲得最強(qiáng)的次聲波。但要產(chǎn)生次聲波,管子必須足夠長(zhǎng)。 (4)揚(yáng)聲器式次聲武器 其工作原理與揚(yáng)聲器相似。采用特殊的振動(dòng)膜片,膜片振動(dòng)可產(chǎn)生一定頻率的次聲波。但要產(chǎn)生一定強(qiáng)度的次聲波,除要求較高的振幅外,還必須使振動(dòng)膜面積足夠大,其周長(zhǎng)大致要與次聲波波長(zhǎng)相當(dāng)。 (5)頻率差拍式次聲武器 是采用兩個(gè)不同頻率的聲波發(fā)生器同時(shí)工作,利用它們頻率的相差來獲得需要的低頻次聲波。其中有一種方法是利用壓電晶體產(chǎn)生兩束頻率稍有差異的超聲波,兩者作用產(chǎn)生高頻和低頻聲波,高頻聲波是兩者頻率之和,低頻聲波是兩者頻率之差,高頻聲波在空氣中很快衰減,低頻聲波(次聲波)則直達(dá)目標(biāo)。這種方式能量轉(zhuǎn)換率高,并可制成小型武器。 要成為有效的實(shí)用型武器,現(xiàn)有的這類武器還須進(jìn)一步提高次聲波的強(qiáng)度,更好地解決定向聚焦和小型化問題。 次聲武器具有隱蔽性強(qiáng),傳播速度快、傳播距離遠(yuǎn),穿透力強(qiáng),不污染環(huán)境和破壞設(shè)施等特點(diǎn),軍事科學(xué)家已把它列為未來戰(zhàn)爭(zhēng)中新概念武器的重要成員。它將成為新世紀(jì)戰(zhàn)場(chǎng)上的新寵利器。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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