次声波的应用
作者：单敏
来源：《中国科技博览》2017年第36期
[摘要]次声波属于人耳不可听声波，因此发现较晚，相对应的研究和应用也较为落后。低频率，长波长造成次声波具有特殊的物理性质：穿透力极强，传播距离远。它可以通过自然和人为两种方式产生，在人类生活的方方面面都会有次声波的存在。本文将次声波在现实生活中的应用划分为6大类，其中详细地介绍了次声波在自然灾害预测、武器制造以及生物医学当中的应用。
[关键词]次声波的特性；次声波武器；次声诊断仪；预测自然灾害
中图分类号：TQ08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）36-0170-01
1.次声波简介
1.1 次声波的定义与特点
次声波也是声波的一种，属于人耳不可听声波，频率范围在10Hz～20Hz。人们发现次声波的时间较晚，真正对其展开研究距现在也才短短几十年，因此在生活中鲜少被人提及。
虽然属于人耳可听范围之外，但是通过现代仪器的发明，次声波各种特点也已经逐渐被人们探明。其运动、与物体相互作用的规律均类似于可听声波的特点。但是由于次声波频率较低波长较长，使得其又具有一些奇特的物理现象。
物体尺寸如果小于声波波长，那么声波便可以轻而易举的绕过物体。而次声波由于其频率低波长长其在传播过程中很容易绕过大件物体，甚至是地球，因此其穿透能力极强。并且由于其频率低，难以被物体，如大气、土壤等吸收，因此其在传播过程中能量的损失就会大大减小。故次声波可以传播得很远，甚至可以绕整个赤道好几圈。
1.2 次声波的产生
在我们所处的环境中次声波可谓是无处不在。风扇的转动、汽车的飞驰、鸟类挥动的翅膀、地震时产生的震动、至我们人类自身也可以发出次声波，但是这些次声波的强度差异较大。总的来说次声波的产生主要分为两个方面：自然、人为。
2.次声波的应用
生活中常见的声波应用倒是很多，但是鲜少有人提及次声波的应用。次声波就真的一点用处都没有吗？当然不是。次声波的应用范围极其广泛，而且变得越来越重要。随着现代科学技
术的发展，人们对次声波的认识越来越深入，许多科研工作者也开始着手将次声波真正的同人类的生产生活结合起来。下面我们就来看一下次声波的应用概况。
2.1 次声波应用的分类
次声波的应用虽然还未真正的推广，但是目前已有的次声波的应用主要有以下6类：
（1）通过次声波研究自然现象和其产生机制，使人们更深入的了解诸类自然现象产生的规律及其特性。
（2）利用声源所发出的次声波可以对其进行探测，进行侦察监测其大小、方位或其他属性。
（3）在大气中传播时，次声波会与大气进行相互作用，随着大气密度或者成分的改变，次声波也会做出相应的改变。因此可以通过次声波与大气的相互作用来探测大气中风和温度的变化情况。而且这种方法是可持续观测的，准确率较高。
（4）次声波还可同其他波动相互作用，通过这种相互作用，寻找其规律也可判断其波动的特性。电离层中电波的传播会受到次声波的作用，改变次声波其传播特性也会发生相应的变化，利用此项技术可以更深层次的了解到电离层的运动或者传播规律规律。重力波也存在此特性。
（5）次声波其最特殊的一点是可以和人体大多数器官发生共振。共振会提供极大的能量，当所提供能量超出人体的承受范围时，相应的器官就会发生形变甚至被次声波撕裂。利用这一特点，可制造出次声武器，实现其在军事上的应用。也是基于这一点，次声波也可以用于人体按摩或者是清除某些障碍，为人类的医学事业作出贡献。
（6）次声波在工业上也有着许多的应用。例如现在已经被应用到实际中的次声除灰或者次声冷却。
3.部分应用详述
3.1 次声波在自然预测中的应用
上面已经提到很多自然现象也会产生次声波，其中也包括地震、海啸等。因此如果能够及时探测这些自然现象所发出的次声波便可以有效预测自然灾害事件。
海底地震会引发海啸，其引发的海啸产生的海浪巨大，能量也十分可观，在海水随着地震推进的过程中会不断向外辐射出低频长波的次声波，通过声音的传播特性可以了解到，次声波在水中的传播速度要远远大于在空气中的传播速度，因此只要及时探测到水中的次声波，便可以争取在灾难来临前的宝贵时间，让人们有效撤离灾区。
3.2 次声波在武器制造中的应用
如果我们将人体物质化，将其完全抽象成一个共振系统的话，那么他的共振频率便处于次声波段。我们都清楚处于共振状态下，物体的能量吸收会达到最大。因此各国也在争相研发有关于次声波的武器。次声波武器的作用机理是生物共振，当人体接收到次声波时，一方面次声波能够全面的、直接的造成生物体各个部分组织的生物共振，让其吸收声波的能量，另一方面，通过次声波对机体的直接刺激，器官会将这种生物共振的感觉传递到神经系统的相应部位，引起神经系统一系列的变化甚至于毁坏。根据这两点可以将次声武器分为两类：“神经型”次声武器、“器官型”次声武器。
“神经型”次声武器的频率和人类大脑的共振频率极为相似，称为——阿尔法节律，为8～12HZ之间。当人体大脑接收到此类声波的时候神经会被麻痹，在其功率较小的时候，会使人感到眩晕，当其功率较大时，会引起人类整个神经系统的紊乱，使人癫狂，从而使战斗人员丧失作战能力。“器官型”次声武器的振荡频率接近于人体，某些特定器官的振荡频率，人体在接触到这类次声武器的时候其对应器官会产生共振，吸收一定能量。如果功率较大时就会损伤器官，甚至造成撕裂。
而且次声武器有一很大的优点——稳定。由于次声波穿透能力强，在介质中传播时损耗小，且不易受外场影响，因此其作用十分稳定。但目前次声波武器还没有大面积的应用于战场中，主要存在的问题是其功率过小、敌我不分，难以定向等。
3.3 次声波在生物医学当中的应用
上文分析已经得出次声波会与人体发生生物共振。在这种情况下，研究人员发现可以利用此特点研究一些对人体有利的次声应用。而次声武器和次声治疗的区别就是在于次声的强度上，但是到目前为止没有一个明确的阈值指出两者的区分度到底应该是多少。
但现在已经研发出了一些次声治疗仪。利用低频的强度小的可以和人体发生共振的信号对人体进行有效的医疗按摩，可以活化组织，已经有不少的研究证明，次声治疗仪通过有效的次声按摩可以活血化瘀、疏通经脉等。
不仅如此，人类的某些生理活动也可以发出次声波，例如肠胃蠕动。通过此特点可以探测出患病肠胃蠕动发出的次声波与正常肠胃的次声波进行比较得出其是否病变。然后再通过计算机的详细处理可以得到其病变成因和病变位置。此类仪器被称为次声诊断仪。
目前，次声波在声学领域中是一个较新的区域，其相关研究与应用才刚刚开始，还有很多问题没有被解决。但是通过以上的分析可以看出，次声波的应用具有极大的潜力，但是也存在着一些问题。
参考文献
