請介紹一下次聲波的產(chǎn)生及危害

【專家解說】：次聲波是頻率為0.0001～20Hz的聲波，這個頻段通常是人耳聽不到的。由于人體各部位都存在細微而有節(jié)奏的脈動，這種脈動頻率一般為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，就會引起人體強烈的共振，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)象逐步認識它的神奇威力的。 　　1883年，印尼的克拉托火山大爆發(fā)，巨大的噴發(fā)激起強大的次聲波，它繞了地球3周，在遠離火山幾萬千米的觀測站測到了這次次聲波，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”的荷蘭貨船，在通過馬六甲海峽時，突然遇到海上風(fēng)暴，當(dāng)救助人員趕到時，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、攪拌機、擴音喇叭等也都能產(chǎn)生次聲波。 　　為了深入了解人體究竟能承受多強的次聲波，人們曾用與人體忍受力相近的狗、猴子和狒狒做試驗，結(jié)果表明：狗在172dB的高強次聲作用下，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)聲壓級達到185～195dB時，在不長的時間內(nèi)，被試動物全部死亡。經(jīng)反復(fù)研究，科學(xué)家們普遍認為，次聲波強度在140dB左右，即使作用時間較短也會引起人體內(nèi)臟器官機能方面的改變，當(dāng)上升到150dB時，則會引起人體內(nèi)某些器官的病變，如次聲強度再升高，不僅會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年代起他們就競相研究次聲武器，而且成果顯著。1968年2月，英國《觀察家報》首先對法國在馬賽附近的某研究所秘密研究“聲槍”作了報道。1972年法國國家實驗中心的加里亞斯教授制成一臺強次聲發(fā)生器，首次試驗就使周圍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，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，聲壓級為160dB，能對人體器官產(chǎn)生一定程度損傷。當(dāng)時法國報紙稱它為“次聲槍”。 　　70年代蘇聯(lián)在西部地區(qū)的里加和戈麥爾附近，用兩臺大功率的次聲波裝置進行了秘密試驗，曾導(dǎo)致附近駐軍受害。1979年蘇聯(lián)又秘密進行過次聲炸彈的原理性試驗，由于當(dāng)時對其威力估計不足，又缺乏良好的防護，造成數(shù)名現(xiàn)場人員死亡。 　　在這個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年代初德萊維斯對次聲武器進行了較系統(tǒng)的研究，他提出的“聲波武器系統(tǒng)”(申報了美國專利)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長的喇叭型聲炮方案，試驗的聲頻率為10～600Hz，發(fā)射功率達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)會還研制了頻率可調(diào)型次聲武器，同時利用這種可調(diào)型裝置制成保護某些重要目標(biāo)的“聲音護欄”，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，并進行了戰(zhàn)場模擬試驗。1995年底美國出兵干涉波黑內(nèi)戰(zhàn)時，就曾秘密對波黑塞軍陣地進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年又報道了美國正在研制的非致命次聲武器的試驗情況。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，一項是高功率次聲發(fā)生器，另一項是次聲波的聚焦發(fā)射。關(guān)于聚焦技術(shù)國外報道很少，高功率發(fā)生器則有較多報道。 　　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)，能強烈刺激人的神經(jīng)，使人暈眩頭痛、精神沮喪或神經(jīng)錯亂。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、高壓蒸汽或高壓燃氣有控制地以脈沖式突然放出，利用高速排出的氣體激發(fā)周圍媒質(zhì)的低頻振動，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，使原來只能形成一個云霧團變成可以形成若干云霧團，并能連續(xù)多次引爆。只要控制好云霧團的數(shù)量和起爆時間間隔，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與管子本身固有頻率相同時，就可產(chǎn)生較強的次聲波。在管子一端裝上一個活塞，用電動機驅(qū)動或用氣流激勵，當(dāng)振動頻率的1/4波長與管子長度相等時，可獲得最強的次聲波。但要產(chǎn)生次聲波，管子必須足夠長。 　　(4)揚聲器式次聲武器 　　其工作原理與揚聲器相似。采用特殊的振動膜片，膜片振動可產(chǎn)生一定頻率的次聲波。但要產(chǎn)生一定強度的次聲波，除要求較高的振幅外，還必須使振動膜面積足夠大，其周長大致要與次聲波波長相當(dāng)。 　　(5)頻率差拍式次聲武器 　　是采用兩個不同頻率的聲波發(fā)生器同時工作，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。 　　要成為有效的實用型武器，現(xiàn)有的這類武器還須進一步提高次聲波的強度，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，傳播速度快、傳播距離遠，穿透力強，不污染環(huán)境和破壞設(shè)施等特點，軍事科學(xué)家已把它列為未來戰(zhàn)爭中新概念武器的重要成員。它將成為新世紀(jì)戰(zhàn)場上的新寵利器。