为什么听不见的次声波比听得见的声波传得远
人耳只能听见频率20到20000赫兹的声音。次声波是一种频率低于20赫兹的、人耳听不见的声音。科学家们发现,声音的传播有一个特点,就是频率愈低,传播的距离愈远。有一个例子能说明这一点:当游行队伍敲锣打鼓走近你时,先传进你耳孔的一定是低沉浑厚的大鼓声,等一会儿你才听到清脆高亢的锣号声;当队伍离你远去时,最先消失的是锣号声,而“冬冬”鼓声则在队伍走出很远后,还在你耳际回响。这是因为声音传播时,空气分子随声音的频率而振动,分子之间互相碰撞,于是一部分声能就转变为热能,被空气所吸收。频率愈高,分子摩擦得愈厉害,声音的损耗也愈厉害,传播的距离就愈近。相反,频率愈低的声音传得就愈远。次声波频率最低,不到20赫兹,因此,它能传播的距离比可以听见的声音远得多。例如,火车发出的汽笛声在10多公里外就听不见了,但伴随其发出的次声波在上百公里外,仍可被次声接收器收听到。地震、核试验发出的次声波就传得更远了,如1883年举世闻名的印尼克拉克托火山爆发,巨响声传到5000千米外印度洋上的罗德里格斯岛,而喷发激起的次声波绕地球跑了三圈,行程132000多公里;1961年苏联在北极圈内新地岛进行核试验激起的次声波创造了环绕地球五圈的“世界纪录”。
次声波不仅传得远,而且不管在空气中、海洋里,还是地底下,它都能畅通无阻。高山、大厦会阻挡光波和电磁波的通行,却挡不住次声波的去路。利用次声波的这些特长,人们设计出各种新颖的次声接收器来探测台风、地震、火山喷发;监听核试验、火箭发射。有人用高灵敏度的次声波接收器,在美国纽约市听到了1500公里外肯尼迪角的阿波罗飞船火箭发射声。借助于电子计算机,可以快速、精确地测定出世界上任何国家在任何地区进行核试验的方位及其规模。
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次声波在空气中传播的速度和可听声波相同,每小时大约1200多公里(即每秒340米左右),而台风中心移动的速度慢得多,每小时不到100公里。因此,接收台风产生的次声波,就能提前作出台风预报,减少风灾损失。
人类进入了征服太空的年代,而人类对自身居住的地球内部却知之甚微。近代石油钻机能入地千米,但这只不过就像西瓜上刺破一丁点皮,难以洞察地底世界的秘密。由于低频率的声波能长驱直入,穿透到地层深处;而且在两种地质构造的界面上会使一部分声波反射,因此利用对地震或人工地下爆炸产生的次声波的接收和分析,还可以帮助我们了解地球内部的构造以及地下矿藏的分布。
次声波与人类生活休戚相关,所以,对次声波的研究已引起科学家们的浓厚兴趣。