次声波的介绍
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次声波在传播过程中的特点
次声波是指在空气或其他介质中,频率较低的声波,它的频率通常在20Hz ~ 20kHz之间。
次声波在传播过程中有以下几个特点:
1.传播速度较慢:次声波的传播速度通常比高频声波慢,在空气中大约为343m/s。
2.传播距离较远:次声波的传播距离通常比高频声波远,因为它能够穿过障碍物并经过反射和衍射而传播。
3.容易受到环境影响:次声波传播过程中容易受到地形、气候和建筑等环境因素的影响。
4.能量分布不均匀:次声波的能量分布不均匀,在某些频率上会有更多的能量。
5.在建筑物中传播并发生反射,衍射和吸收等现象,因此可以用来探测建筑物内部结构,检测隐蔽缺陷等。
6.次声波在地震学中也有研究,在地震发生后,
次声波会传播到远离地震中心的地区,可以
用来预测地震的强度。
次声波在工业和科学研究中也有广泛的应用。
7.在工业检测中,次声波可以用来检测金属材料、
塑料材料等的缺陷。
通过对次声波的反射和衍射现象分析,可以确定材料内部的裂纹、气孔等缺陷。
8.在医学影像学中,次声波也被用来检测身体内部组织结构。
次声波能够穿过软组织而反射在坚硬组织上,因此可以用来检测肝脏、肾脏、甚至胎儿等组织结构。
9.在环境监测中,次声波可以用来检测地下水位和地下水质。
次声波在地下水层中的传播速度会受到水的密度和纯度的影响,因此可以用来分析地下水位和地下水质。
总之,次声波具有传播距离远、能量分布不均匀、容易受环境影响等特点,在工业、科学研究和医学影像学等领域有着重要的应用。
初三物理知识拓展:奇特的次声波次声波又称亚声波,通常情况下次声波并不引起人耳听觉。
与可听声波一样,次声波由各种物体的机械振动产生,通过各种弹性介质的振动向四周扩散传播.次声波又称亚声波,它是一种频率低于人的可听声波频率范围的声波。
次声波的频率范围大致为10-4~20赫。
次声波产生的声源是相当广泛的,现在人们已经知道的次声源有:火山爆发、坠入大气层中的流星、极光、地震、海啸、台风、雷暴、龙卷风、电离层扰动,等等。
利用人工的方法也能产生次声波,例如核爆炸、火箭发射、化学爆炸,等等。
由于次声波的频率很低,因而它显示出了种种奇特的性质。
其中,最显著的特点是传播的距离远,而且不容易被吸收。
我们知道,声音在大气层中的衰减,主要是由分子吸收、热传导和粘滞效应所引起的,相应的吸收系数与声波频率的二次方成正比。
由于次声波的频率很低,所以在传播过程中大气对它的吸收系数很小。
例如,空气对频率为0.1赫的次声波的吸收系数大约是对频率为1000赫的声波吸收系数的一亿分之一。
由于次声波不容易被吸收,所以它的传播距离就很远。
1883年8月27日印度尼西亚的喀拉喀托火山爆发时,它所产生的次声波围绕地球转了三圈,传播了十几万千米。
当时,人们利用简单的微气压计曾记录到它。
次声波不但跑的远,而且它的速度大于风暴传播的速度,所以它就成了海
洋风暴来临的前奏曲,人们可以利用次声波来预报风暴的来临。
次声波的应用原理什么是次声波次声波是一种频率较低的声波,其频率一般在20Hz以下,无法被人耳听到。
次声波具有较长的波长和较高的穿透力,在科学研究、医学诊断和工业应用等领域有广泛的应用。
次声波的生成原理次声波的生成可以通过多种方式实现,下面介绍几种常用的方法: 1. 超声波辐射:通过特定装置产生超声波,超声波在透过材料时会产生次声波。
2. 电磁感应:利用电磁感应原理产生瞬态电流,从而产生瞬态磁场,进而产生次声波。
3. 物体撞击:当物体受到冲击时,会产生机械振动,而机械振动会转化为次声波。
4. 涡旋脱落:当流体在某些特定条件下流经边界层时,在边界层振荡产生失稳,导致边界层脱落,并产生次声波。
次声波的应用次声波在多个领域得到了广泛的应用,下面介绍几个常见的应用领域。
科学研究领域1.地震学研究:次声波可以用于地震学领域的地下地震波传播研究,通过监测次声波的传播路径和速度,可以研究地壳和地幔的物理性质。
2.海洋学研究:次声波可以用于海洋学研究,通过监测次声波的传播路径和波纹状况,可以研究海洋中的生物活动、海底地质结构等。
医学诊断领域1.超声医学诊断:次声波可以用于超声医学诊断,通过捕捉次声波的回波信号,可以生成人体内部显像,帮助医生进行疾病诊断和治疗。
2.微创手术导航:次声波可以用于微创手术导航,通过实时监测次声波的传播路径,可以引导手术医生准确地定位和操作。
工业应用领域1.缺陷检测:次声波可以用于工业领域的缺陷检测,通过监测次声波的传播路径和反射情况,可以检测材料内部的缺陷和损伤。
2.非破坏性测试:次声波可以用于材料的非破坏性测试,通过监测次声波的反射和衰减情况,可以评估材料的品质和性能。
结语次声波作为一种特殊的声波,具有更低的频率和更高的穿透力。
在科学研究、医学诊断和工业应用等领域有着广泛的应用。
通过了解次声波的生成原理和应用领域,我们可以更好地理解和利用次声波的特性,为相关领域的研究和应用提供支持。
浅谈次声波及其应用常言道:“未见其人,先闻其声。
”但自然界有与其恰恰相反的现象。
如蜜蜂采蜜时有嗡嗡的声音,而蝴蝶在花丛中飞舞时,却很难听到声音,这是什么原因?自然界有许多我们听不到的声音,次声波就是其中之一。
一、何谓次声波次声波又称亚声波,是一种人耳听不到的声波,频率范围为:10-4Hz~20Hz。
在大自然的许多活动中,我们都可以感觉到它的存在。
人类可闻声波的频率范围为20Hz~20000Hz,可是现代声学研究的声的频率范围不断向高端和低端扩展。
2×104~5×108的声波称为超声波,5×108Hz~1010Hz的声波称为特超声波,而1012Hz~1014hHz则是分子热运动的范畴。
目前,整个声学研究的频率范围跨越1016,是物理学各分支里少有的。
二、次声波的产生本文开头提到的蝴蝶飞舞时,由于翅膀振动的频率很低,发出的就是次声波。
在自然现象中,地震、火山爆发、风暴、雷暴、磁暴、陨石落地、大气湍流等都会产生次声波。
人类的活动,如核爆炸、人工爆破、火箭起飞、飞机起降、奔驰车辆的振动等也会产生相当强的次声波。
另外,还可以人为制造声源——次声发生器。
这种发生器的工作很像风琴管,可以具有较大的功率。
三、次声波的特点和声波一样,次声波的传播遵循声波传播的一般规律,但由于它的频率很低,在传播时也有自己的特殊性。
次声波在20℃的大气中的传播速度为334m/s。
如振动频率f=10-2Hz的次声波,其波长为3.34×104m。
由于次声波的频率低,波长大,容易发生衍射,在传播过程中遇到障碍物很难被阻挡,经常会一绕而过,在有些情况下,哪怕是巨大的山峦也无法阻挡它的传播。
另一方面,声波在传播过程中,频率越高,衰减越大。
次声波由于频率很低,在传播过程中衰减很小。
当次声波在大气中传播几千千米时,空气对其吸收还不到万分之几分贝。
因此,次声波可以在空气、地面等介质中传播得很远。
例如一包5kg的炸药爆炸时,几千米以外就听不到爆炸声了,但由爆炸引起的次声波却能传到80km远处。
次声波及其应用次声波(facts and information)频率小于20Hz(赫兹)的声波叫做次声波。
次声波不容易衰减,不易被水和空气吸收。
次声波的波长往往很长,因此能绕开某些大型障碍物发生衍射。
某些次声波能绕地球2至3周。
某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近,容易和人体器官产生共振,对人体有很强的伤害性。
一、次声波的产生和特点虽然次声波看不见,听不见,可它却无处不在。
地震、火山爆发、风暴、海浪冲击、枪炮发射、热核爆炸等都会产生次声波,科学家借助仪器可以“听到”它。
次声波的传播速度和可闻声波相同,由于次声波频率很低。
大气对其吸收甚小,当次声波传播几千千米时,其吸收还不到万分之几,所以它传播的距离较远,能传到几千米至十几万千米以外。
1883年8月,南苏门答腊岛和爪哇岛之间的克拉卡托火山爆发,产生的次声波绕地球三圈,全长十多万公里,历时108小时。
1961年,苏联在北极圈内新地岛进行核试验激起的次声波绕地球转了35圈。
次声波还具有很强的穿透能力,可以穿透建筑物、掩蔽所、坦克、船只等障碍物。
7 000 Hz的声波用一张纸即可阻挡,而7 Hz的次声波可以穿透十几米厚的钢筋混凝土。
地震或核爆炸所产生的次声波可将岸上的房屋摧毁。
次声如果和周围物体发生共振,能放出相当大的能量,如4 Hz~8 Hz的次声能在人的腹腔里产生共振,可使心脏出现强烈共振和肺壁受损。
二、次声波的应用从20世纪50年代起,核武器的发展对次声学的建立起了很大的推动作用,使得对次声接收、抗干扰方法、定位技术、信号处理和传播等方面的研究都有了很大的发展,次声的应用也逐渐受到人们的注意.其实,次声的应用前景十分广阔,大致有以下几个方面:1、研究自然次声的特性和产生机制,预测自然灾害性事件。
例如台风和海浪摩擦产生的次声波,由于它的传播速度远快于台风移动速度,因此,人们利用一种叫“水母耳”的仪器,监测风暴发出的次声波,即可在风暴到来之前发出警报。
次声波是一种每秒钟振动数很少,人耳听不到的声波.次声的声波频率很低,一般均在20兆赫以下,波长却很长,传播距离也很远.它比一般的声波、光波和无线电波都要传得远.
例如,频率低于1赫的次声波,可以传到几千以至上万公里以外的地方.1960年,南美洲的智利发生大地震,地震时产生的次声波传遍了全世界的每一个角落!1961年,苏联在北极圈内进行了一次核爆炸,产生的次声波竟绕地球转了5圈之后才消失!
次声波具有极强的穿透力,不仅可以穿透大气、海水、土壤,而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物,甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下.次声穿透人体时,不仅能使人产生头晕、烦燥、耳鸣、恶心、心悸、视物模糊,吞咽困难、胃痛、肝功能失调、四肢麻木,而且还可能破坏大脑神经系统,造成大脑组织的重大损伤.次声波对心脏影响最为严重,最终可导致死亡.近年来,一些国家利用次声能够“杀人”这一特性,致力次声武器——次声炸弹的研制尽管眼下尚处于研制阶段,但科学家们预言;只要次声炸弹一声爆炸,瞬息之间,在方圆十几公里的地面上,所有的人都将被杀死,且无一能幸免.次声武器能够穿透15厘米的混凝土和坦克钢板.人即使躲到防空洞或钻进坦克的“肚子”里,也还是一样地难逃残废的厄运.次声炸弹和中子弹一样,只杀伤生物而无损于建筑物.但两者相比,次声弹的杀伤力远比中子弹强得多.。
超声波和次声波的定义
超声波和次声波是两种不同频率的声波,它们在物理学、医疗和科学
等领域都有着重要的应用。
下面就让我们了解一下这两种声波的定义。
一、超声波
1. 定义:超声波是一种频率超过人耳可听到的最高频率(20kHz)的
声波,它的频率一般在20kHz至1GHz之间。
2. 特点:超声波在能量传输、穿透和反射等方面有着独特的性质,它
可以穿透物质并在其表面产生反射,对生物组织和工程材料的检测和
成像、医疗影像等方面具有广泛的应用。
3. 应用:超声波在医学、工程、地质、环保等领域都有着广泛的应用。
在医疗方面,超声波可以用于人体器官的成像、诊断和治疗,如
超声心动图、超声胃镜、超声碎石等。
在工业领域,超声波也可以用
于检测、清洗、焊接等操作。
二、次声波
1. 定义:次声波是一种频率低于人耳可听到的最低频率(20Hz)的声波,它的频率一般在1Hz至20kHz之间。
2. 特点:次声波的特点是能够穿透和传导固体和液体的介质,对于地
震和海洋科学研究方面具有重要的意义。
3. 应用:次声波在科学研究、环保和军事领域都有着广泛的应用。
在
科学研究方面,次声波可以用于地震勘探、海洋观测、气候研究等。
在环保方面,次声波可以用于监测环境污染和生态系统变化。
在军事
领域,次声波可以用于水下通讯和探测潜艇等作用。
总之,超声波和次声波作为两种不同频率的声波,在不同领域都有着重要的应用价值。
掌握它们的定义和应用是我们深入了解和学习相关领域知识和科技发展的重要基础。
次声波的应用举例和原理1. 什么是次声波次声波,又称为超低频声波,它的频率低于人类听觉的范围,通常被定义为20赫兹以下的声波。
虽然人们无法直接听到次声波,但它在科学研究和工业应用中具有广泛的应用价值。
本文将介绍次声波的应用举例和原理。
2. 次声波在医学领域的应用次声波在医学领域的应用主要包括:•组织成像:次声波能够穿透生物组织,并通过测量声波的传播速度和回波强度来形成图像,用于检测和诊断疾病。
•治疗:次声波被应用于医疗领域的疗法中,例如使用高强度次声波进行肿瘤治疗、输送药物等。
3. 次声波在水声通信领域的应用次声波在水声通信领域的应用主要包括:•水声通讯:次声波能够在水中传播长距离,被广泛应用于海洋调查、水下通信等领域。
•水下测距:通过测量次声波的传播时间和能量来计算距离,从而实现水下测距。
4. 次声波在材料研究领域的应用次声波在材料研究领域的应用主要包括:•材料检测:次声波可以用于检测和评估材料的质量、缺陷和结构特性。
•材料变形和损伤监测:通过观察次声波信号的变化,可以监测材料的变形和损伤情况,用于材料性能评估和质量控制。
5. 次声波的原理次声波的产生是由于某个物体的周期性振动引起周围介质的压力变化,而压力变化又引起介质中声波的传播。
次声波通常由低频声源产生,比如震动、机械振动等。
次声波是机械波,需要介质来传播,而在空气中传播的速度较慢。
次声波的频率范围低于人类听到的声音,因此无法通过直接听觉感知。
然而,通过适当的传感器和仪器,可以捕获、放大和处理次声波信号。
6. 结论次声波虽然低于人类听觉的频率范围,但在医学、水声通信和材料研究等领域中具有广泛的应用。
通过组织成像和治疗,次声波在医学领域有重要作用;在水声通信领域,次声波被用于水下通信和测距;而在材料研究领域,次声波则用于材料检测和变形监测。
通过了解次声波的原理和应用,我们能够更好地利用它在科学研究和工业应用中的优势。
目录
1.什么是次声波
2.次声波的产生
3.次声波的特点与危害
4.次声波的应用领域及实例
5.其他
1.什么是次声波
声音是由物体振动而产生的弹性波,并能引起听觉的声波,只是它的大小取决于振动的频率和幅度。
人耳所能接收的频率范围为0Hz~20kHz。
凡超过20kHz的声音信号叫超声波, 而低于20Hz的声音信号称亚声波或次声波。
次声波波形
2.次声波的产生
在自然界中,海上风暴、火山爆发、大陨石落地、海啸、电闪雷鸣、波浪击岸、水中漩涡、空中湍流、龙卷风、磁暴、极光、地震等都可能伴有次声波的发生.在人类活动中,诸如核爆炸、导弹飞行、火炮发射、轮船航行、汽车争驰、高楼和大桥摇晃,甚至像鼓风机、搅拌机、扩音喇叭等在发声的同时也都能产生次声波。
3.次声波的特点与危害
(1)特点
次声波不容易衰减,不易被水和空气吸收。
而次声波的波长往往很长,因此能绕开某些大型障碍物发生衍射。
次声如果和周围物体发生共振,能放出相当大的能量。
某些频率的次声波由于和人体器官的振动频率相近甚至相同,容易和人体器官产生共振,对人体有很强的伤害性,危险时可致人死亡。
次声波具有极强的穿透力,不仅可以穿透大气、海水、土壤,而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物,甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。
次声波的传播速度和可闻声波相同,由于次声波频率很低。
大气对其吸收甚小,当次声波传播几千千米时,其吸收还不到万分之几,所以它传播的距离较远,能传到几千米至十几万千米以外。
(2)危害
次声波会干扰人的神经系统正常功能,危害人体健康。
一定强度的次声波,能使人头晕、恶心、呕吐、丧失平衡感甚至精神沮丧。
有人认为,晕车、晕船就是车、船在运行时伴生的次声波引起的。
住在十几层高的楼房里的人,遇到大风天气,往往感到头晕、恶心,这也是因为大风使高楼摇晃产生次声波的缘故。
更强的次声波还能使人耳聋、昏迷、精神失常甚至死亡。
4.次声波的应用领域及实例
(1)研究自然次声的特性和产生机制,预测自然灾害性事件。
例如台风和海浪摩擦产生的次声波,由于它的传播速度远快于台风移动速度,人们利用一种叫“水母耳”的仪器,监测风暴发出的次声波,即可在风暴到来之前发出警报。
利用类似方法,也可预报火山爆发、雷暴等自然灾害。
水母特殊的听觉系统指导了水母耳的发明
(2)通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性,可探测某些大规模气象过程的性质和规律。
如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等。
(3)通过测定人和其他生物的某些器官发出的微弱次声的特性,可以了解人体或其他生物相应器官的活动情况。
例如人们研制出的“次声波诊疗仪”可以检查人体器官工作是否正常。
(4)在军事上,利用次声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的武器。
次声武器,一般只伤害人员,不会造成环境污染。
次声波武器
(5)利用所接收到的被测声源产生的次声波,可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。
例如,通过接收核爆炸、火箭发射或者台风产生的次声波,来探测出这些次声源的有关参量。
5.其他
国内外研究人员将次声波作为地震、火山喷发、泥石流等灾害预警的重要指标。
岩石破裂过程中的声发射实验证实( 唐林波等,2003) : 随着微破裂的集结和裂纹的扩展,所辐射
波的频谱会逐渐向低频移动,而且当频率很低时,可以透射出岩石,被话筒接收到强地震前破裂集结可能会辐射出超低频波,这种超低频波不能被常规的地震仪记录到,但可以被超低频传感器或次声波接收器记录到.
[…]摘自:次声波监测煤岩动力灾害的可行性研究
次声波预测地震:
次声波的测量表明,次声波是平面波,沿着与地球表面平行的方向传播。
在强烈地震时,沿地面传播的地震波有纵向波、横向波和表面波,它们所激发的次声波的强度各不相同。
接收这三种不同的次声波,可以推算出地震波的垂直幅度、方向和水平速度。
次声波可以用于动物预测地震。
动物的听觉范围与人不同,人耳听不到的次声波,某些动物却可以听得到。
大地震前动物听到由于前震产生的次声波而烦躁不安,我们可据此预测大地震将要来临。
声波010.jpg
次声波预报风暴:
声音在大气层中的衰减,主要是由分子吸收、热传导和粘滞效应所引起的,相应的吸收系数与声波频率的二次方成正比。
由于次声波的频率很低,所以在传播过程中大气对它的吸
收系数很小,所以次声波能“跑”很远。
而且它的速度大于风暴传播的速度,所以它就成了海洋风暴来临的前奏曲。
次声波预报台风和海浪:
台风和海浪摩擦产生的次声波,由于它的传播速度远快于台风移动速度,因此,人们利用一种叫“水母耳”的仪器,监测风暴发出的次声波,即可在风暴到来之前发出警报。
利用类似方法,也可预报火山爆发、雷暴等自然灾害。
通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性,可探测某些大规模气象过程的性质和规律.如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动。
另外,在海难救援中,传统的无线电求救仪器极易遇水失灵,因此,海员可应用深水炸弹投入海洋后所形成的次声波进行有效求救,其不仅传播速度快且衰减量极低,救援人员便可利用水中听音器接收海中的次声波,从而对遇难地点进行准确预判并实施迅速救援。
3、地下资源监察
资源勘探人员可在土地表面进行定点引爆,利用爆炸所引起的巨大次声波对地下矿产资源以及地质结构进行探测。