高中物理 第2章 机械波 第1节 波的形成和描述 声波武器素材 鲁科版选修3-4（通用）

高中物理 第2章 机械波 第1节 波的形成和描述 声波武器素材 鲁科版选修3-4（通用）

声波武器 ‎ 我们知道，声波是机械纵波，它可以在固体、液体和气体中传播。人们日常可以听到的声音便是20－20000Hz频率范围内的声波。目前军事领域中应用的主要是次声波部分（即频率低于20Hz的声波）。和可闻声波相比，次声波在介质中传播时，能量衰减缓慢，隐蔽性好，不易为敌人察觉，所以军事上常用次声波接收装置来侦察敌情。另一方面，次声波武器还可直接消灭敌人的有生力量。那么，它的杀伤原理是什么呢？这里要涉及到物理学的一个重要概念——共振。原来，次声武器是利用和人体器官固有频率相近的次声波与人体器官发生 共振，导致器官变形、移位、甚至破裂，以达到杀伤目的的。次声武器大体可分为两类：‎ ‎（l）“神经型”次声武器。次声频率和人脑阿尔法节律（8－12Hz）很接近，所以次声波作用于人体时便要刺激人的大脑，引起共振，对人的心理和意识产生一定影响：轻者感觉不适，注意力下降，情绪不安，导致头昏、恶心；严重时使人神经错乱，癫狂不止，休克昏厥，丧失思维能力。‎ ‎（2）“器官型”次声武器。当次声波频率和人体内脏器官的固有频率（4－18Hz）相近时，会引起人的五脏六腑产生强烈共振。轻者肌肉痉挛，全身颤抖，呼吸困难；重者血管破裂，内脏损伤，甚至迅速死亡。‎ 次声武器的优点在于：‎ ‎①突袭性。次声波在空气中的传播速度为每秒三百多米，在水中传播更快，每秒可达 1500m左右。次声波是常人听不到、看不见的，故除了传播迅速之外，次声波又具有良好的隐蔽性。‎ ‎②作用距离远。根据物理学原理，声波的频率越低，传播时介质对它的吸收就越小，波的传播距离也越远。比如，炮弹产生的可闻声波，由于衰减快，在几千米外就听不到了，但它产生的次声波，可传到80km以外；而氢弹产生的欢声波可绕地球传播好几圈，行程十几万千米。故高强度的次声武器具有洲际作战能力。‎ ‎③‎ 穿透力强。传播介质对低频率的声波吸收较小，故次声波具有很强的穿透能力。一般的可闻声波，一堵墙即可将其挡住，而实验表明，次声波能穿透几十米厚的钢筋混凝土。因此，无论敌人是在掩体内躲藏，还是乘坐在坦克中，或深海的潜艇里，都难以逃脱次声武器的袭击。‎ ‎④次声波在杀伤敌人的同时，不会造成环境污染，不破坏对方的武器装备，可作为战利品，取而用之。 需指出的是，目前次声武器发出的次声波的强度和方向性等因素尚待进一步研究，所以真正应用于战争的次声武器还不多见。‎ 据说，第一台次声波发生器是由法国人在1972年发明的，它产生的次声波可以损害5km以外的人。发明者还得出结论：频率为7Hz的次声波可对人体造成致命的打击。有报道称，美军在干预索马里期间已经试用过某些音响或声音武器的样品。这些武器可以使人的内脏发生震动，把人震昏，使人感到恶心，甚至使肠子里的粪便液化，不断腹泻。‎ 此外，超声波在军事上的应用也很多。由于海水有良好的导电性，对电磁波的吸收能力很强，因而电磁雷达无法探测水下作战目标（如潜水艇）的方位和距离。所谓超声波，是指高频率的机械波（频率大约在20kHz以上）。它具有能流密度大，方向性好，穿透力强等特点。超声波在空气中衰减较快，而在固体、液体中的衰减却很小，这正好与电磁波相反。这种情况下，超声波雷达——声纳，便可发挥巨大的威力。 ‎