声音也能杀人?
2023-03-30黄才发
黄才发
历史上发生过这样令人费解的惨案:1890年,有一艘名叫“马尔波罗号”的帆船在驶往英国的途中,突然神秘地失踪了。
20年后,人们竟然意外地在火地岛海岸边发现了它。让人奇怪的是,船上的东西完好如初,那些死去多年的船员,也都保持着当年在岗时的姿势。这个惨案让科学家们感到很蹊跷:船员们是怎么死的?
是遭遇海盗吗?不!遇难者遗骸上没有看到打斗的痕迹。是死于饥饿干渴吗?不是!船上储存着足够的食物与水。是死于心脑疾病突然发作吗?也不是!不可能所有船员都得同样的病且同时发作。
所有遇难者身上没有中毒迹象,也排除了自杀可能性。科学家们经过反复调查与长期研究,最终得出结论:造成上述惨案的“凶手”,是当时人们不很了解、看不见也摸不着的次声波。
什么是次声波呢?我们知道声波是声音的传播形式,声波由声源振动产生,比如我们人类靠声带振动发出声音。人耳可以听到的声波频率一般认为在20Hz(赫兹)至20000Hz之间[声波的频率指波中质点在单位时间内振动的次数,赫兹(Hz)为其单位,频率越高,音调越高]。
我们普通说话的声波频率在200Hz~800Hz之间,女高音可达6500Hz,乐器可发出27.5Hz至16000Hz的声音。频率小于20Hz的声波就叫次声波,是一种人耳听不到的低频声波。既然都是声波,为何次声波会致人死亡呢?这是由于人体器官的固有振动频率(一般在0.01Hz~20Hz)和某些频率的次声波相近甚至相同,让人体器官产生强烈共振,造成破裂。
研究表明,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、心悸等。在十几层高楼的人,遇大风天气,感觉头晕恶心,也跟大风使高楼摇晃产生次声波有关。有人认为,晕车晕船也是车、船运行时产生次声波引起的副作用。更强度的次声波对人体有很强的伤害性,能使人耳聋、昏迷、精神崩溃甚至死亡。上面惨案就是遭遇风暴,风暴与海浪摩擦产生次声波,次声波使人的内脏剧烈抖动,以致血管破裂导致死亡。
次声波具有来源广、传播远、不容易衰减,也不容易被水和空气等物质吸收以及穿透力极强的特点。自然界中,海上风暴、火山爆发、海啸、雷鸣电闪、水中漩涡、龙卷风、磁暴、地震等都可能产生次声波。人类活动中,核爆炸、火箭发射、轮船航行、汽车奔驰、高楼与大桥摇晃,甚至像搅拌机、风扇转动、扩音喇叭等在发声的同时也能产生次声波。次声波因为频率很低,波长却很长,很容易绕过障碍物传播,故能传得很远。
声波属于机械波,传播需要介质,不同介质中传播速度差异很大,像我们人类说话声音在空气介质中传播,速度约340m/s,在钢铁中传播速度约5800m/s。次声波的超强穿透力不但可以穿透土壤,还可以穿透十几米厚的钢筋混凝土、坦克、潜艇等。1883年,南苏门答腊岛的火山爆发,产生的次声波绕地球三圈才消失,全长10多万千米。可见次声波比一般的声波、光波传播得更远。
奇妙的是一些动物却能发出或听到次声波。比如蝴蝶发出的声音属于次声波,现在的你仔细想想,我们能听到烦人的蚊子发出嗡嗡的声音,也听过蜜蜂振翅的声音,可你听过蝴蝶飞舞时发出的声音吗?老虎、鲸鱼、狗也能发出次声波。大象既能发出也能听到次声波,象与象之间的交流靠的就是次声波。
任何事物有弊必有利,次声波虽然有危害性,但聪明的人类利用其特点也能发挥它应有的作用。利用其传播速度快于自然灾害移动速度,可提前预测灾害的发生,如预报火山爆发、地震、磁暴等。利用其强穿透性,军事上制造穿透坦克、装甲车的武器;矿业上用来勘探埋藏很深层的矿藏。高灵敏度的次声传感器,用来监视火箭发射和核试验等。
次声波存在于我们生活中,对人体有一定危害,但不必过度担心,很多国家明确将其列为公害,规定了最大允许的标准,且从声源、传播途径等方面入手,实施有可行的防治措施。
下面让我们来做小实验吧
[器材]
气球、小镜片、空酸奶瓶、剪刀、彩砂、蓝牙共振音箱、手机及充电器、金属板、茶叶罐盖、激光笔、双面胶
1[看见自己的声音]
用剪刀把酸奶罐对半剪开,气球一剪为二,把气球套在酸奶瓶一头,小镜片用双面胶粘在气球膜上,激光射向平面镜,让反射光照射在墙壁上,人对着奶瓶口唱歌,在墙壁上就能看到自己唱歌的美妙图形了。
2[声音“煮”水]
茶葉罐盖装一半清水放在音箱振动面上压紧,打开声音发声器 APP,先调为300赫兹,发现水面平静无反应;再把声音调为287赫兹,发现水立即“沸腾”起来,气泡涌现,水花四溅。
3[声音图案]
把蓝牙共振音箱用双面胶固定在桌面上,把圆形金属板放在音箱振动面上压紧,往金属板上均匀撒上细彩砂。接通电源,开通手机蓝牙,打开声音发生器APP,把声音频率先调为200赫兹,发现彩砂纹丝不动;再把声音调为878赫兹,发现金属板上的细砂瞬间变成美丽图案。