次声波的应用概况

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。

一、次声波应用的分类

次声波虽然还没有真正的被广泛应用，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。

二、次声波在自然预测中的应用

很多自然现象都会产生次声波，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。

1、大气核爆炸监察

次声波监察技术是监测大气核爆炸并准确判断其爆炸方位的一种极为实用的技术手段。在实际应用过程中，次声波监察可在以下三方面有效提高大气的监察质量。

①将次声监察系统与其他相关系统相结合，从而为相关监察人员提供核爆炸发生的警示，大大提高核爆炸时间的鉴别可信度;

②次声波监察具有极快的反应速度，能够在几个小时之内为监察人员提供及时的爆炸数据报告;

③次声波监察系统能调整监察范围，可以将监察范围控制在100km之内，大大降低了其误报率。

2、自然灾害监察

人们也可应用次声波监察系统对地震、海啸以及火山喷发等破坏性极强的自然灾害进行预警，从而将损害降到最低。

次声波预测地震：

次声波的测量表明，次声波是平面波，沿着与地球表面平行的方向传播。在强烈地震时，沿地面传播的地震波有纵向波、横向波和表面波，它们所激发的次声波的强度各不相同。接收这三种不同的次声波，可以推算出地震波的垂直幅度、方向和水平速度。

次声波可以用于动物预测地震。动物的听觉范围与人不同，人耳听不到的次声波，某些动物却可以听得到。大地震前动物听到由于前震产生的次声波而烦躁不安，我们可据此预测大地震将要来临。

次声波预报风暴：

声音在大气层中的衰减，主要是由分子吸收、热传导和粘滞效应所引起的，相应的吸收系数与声波频率的二次方成正比。由于次声波的频率很低，所以在传播过程中大气对它的吸收系数很小，所以次声波能“跑”很远。而且它的速度大于风暴传播的速度，所以它就成了海洋风暴来临的前奏曲。

次声波预报台风和海浪：

台风和海浪摩擦产生的次声波，由于它的传播速度远快于台风移动速度，因此，人们利用一种叫“水母耳”的仪器，监测风暴发出的次声波，即可在风暴到来之前发出警报。利用类似方法，也可预报火山爆发、雷暴等自然灾害。通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性，可探测某些大规模气象过程的性质和规律.如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动。

另外，在海难救援中，传统的无线电求救仪器极易遇水失灵，因此，海员可应用深水炸弹投入海洋后所形成的次声波进行有效求救，其不仅传播速度快且衰减量极低，救援人员便可利用水中听音器接收海中的次声波，从而对遇难地点进行准确预判并实施迅速救援。

3、地下资源监察

资源勘探人员可在土地表面进行定点引爆，利用爆炸所引起的巨大次声波对地下矿产资源以及地质结构进行探测。

三、次声波在武器制造中的应用

次声武器就是一种能发射频率低于20Hz的次声波，使其与人体发生共振，致使共振的器官或部位发生位移、变形、甚至破裂，从而造成损伤以至死亡的高技术武器。次声武器具有隐蔽性强、传播速度快、传播距离远、穿透力强、不污染环境、不破坏设施等特点，是世界各国军方争相研制的非致命武器，并将成为未来战争中非常重要的新概念武器。

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。

神经型次声波武器：

顾名思义，神经型次声波武器就是对人体神经系统进行干扰和影响的武器类型。该类型次声波武器的应用原理在于，次声波的频率十分接近人脑内的阿尔法节律，为8～12HZ之间。因而在武器使用过程中会直接作用于人的大脑，通过对人脑的刺激而形成共振，从而严重干扰人类的神经系统，对个人的心理和意识都产生严重的影响。神经型次声波武器程度较轻时会使得敌方成员注意力分散，情绪波动较大，头昏脑涨、胸闷恶心。严重时，就会使得人神经混乱、焦躁发狂，甚至思维丧失、休克晕厥。

器官型次声波武器：

该种次声波武器的应用原理是武器发射出与人体器官频率相接近的次声波，从而与人体的器脏之间产生强烈共振，吸收一定能量。在应用器官型次声波武器时，轻则导致人体出现肌肉痉挛、呼吸困难等情况，重则会导致人体的血管爆裂、器脏损伤，直至死亡。

总体而言，次声波武器具有以下四个优势：

1、突袭性：次声波在空气中的传播速度为每秒三百多米(时速1200km)，在水中传播更快，每秒可达1500m左右(时速6000km)。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。次声波频率低，因此介质对次声波的吸收作用就显得微乎其微，且次声波的衰减量极小，能达到一般武器所达不到的距离，因而次声波武器具备洲际作战的能力。

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、无污染：次声波武器无污染，也不会损坏敌方武器，因而能提高战利品的回收力度。现阶段正式研究的次声波武器包括有次声枪和次声弹，但由于种种技术因素，目前真正投放于战争的次声波武器还极其少见。

四、次声波在生物医学当中的应用

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。

诊断环节次声波应用：

根据现有的科研发现，人体各个器官或系统运作时也会产生次声波，因此利用特制的次声波听诊器，可有效接收来自于各个脏器产生的次声波，然后将其输入计算机进行分析和处理，可发现脏器的异常，详细处理可以得到其病变成因和病变位置。

该种方式可发现一般仪器难以发现的疾病，无创、价格低廉，有着良好的发展前景。

治疗环节次声波应用：

现阶段，科研人员已研制出应用次声波原理的按摩仪，该仪器的运作原理就是应用次声波对人体的皮肤、血管以及器脏等进行全方位地按摩，无论是按摩范围还是均匀程度都远远超过传统按摩仪器，给人们带来了全新的体验。

而且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。

次声波在医学中实际的应用：

1、在较脆弱的次声波作用下，可使有机体抗氧化系统酶活性增强，代偿反应增强。

2、用类似人脑节律(8-13Hz)的适度的人工次声作用于人体，在不超过人体正常节律限度范围内，可使人精神饱满。

3、次声波在某些疾病的诊断和治疗方面也有应用。使用次声波治疗近视，诊断骨质疏松，诊断心脏的某些疾病，诊断颈动脉机能不全综合症，等等。

4、次声波还具有镇静催眠和镇痛的作用，在临床医学中已经用于硬膜外麻醉或部位麻醉，此外，次声波还能产生良好的镇痛的作用，且较为安全。

5、医疗人员也可利用次声波医疗器来取代手术以及药物进行肾脏等内脏疾病的治疗。

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。

五、次声波在工业领域的应用

1、设备除灰。这一应用的原理是将压缩空气的能量转化为次声波，利用次声波的频率振荡来为锅炉、过热器以及受热面等工业设备除灰。次声波除灰设备不仅体积小，便于携带，而且性能稳定，系统安全，从而在根本上改变了用水除灰或蒸汽除灰的传统方法。

2、石油开发。在开发石油过程中，利用次声波可对储油层进行勘探，从而降低原油中的水油比例，提高油田的开采率。

3、线材控冷。在线材冷却过程中，可利用次声波所产生的高速脉冲气流来提高线材与周围环境的热交换效率，然后通过与周边恒定气流的结合可有效将热空气排出，从而实现线材的高效控冷。

4、检查机器。在工厂里，如果机器中的零件的间隙不断改变，超过了一定的限度，就会产生附加的振动而发生一定频率的次声波。这种次声波，人耳虽然听不见，但可以用次声波接收器来“收听”。因此工人调可利用次声波接收器来检查机器的故障以及另件的磨损情况。

5、气象工作。由于次声波传播的距离很远，因此可以将它射入30到50公里的大气高层，侦查热空气团的存在和范围，为气象工作服务。

6、船只导航。在浓雾天、夜间和阴雨天时，如果在船只上装置次声波接收器，就能在很远的距离外探测到别的船只发动机和螺旋桨发出的次声波，以免发生相撞的事故。

六、其他方面

1、通过研究自然现象所产生的次声波的特性和产生的机理，更深入地研究和认识这些自然现象的特征与规律。例如，利用极光所产生的次声波，可以研究极光活动的规律。

2、利用所接收到的被测声源产生的次声波，可以探测声源的位置、大小和研究其他特性。例如监测核爆炸、跟踪导弹。

3、通过测定次声波与大气中其他波动的相互作用的结果，探测这些活动特性。例如，在电离层中次声波的作用使电波传播受到行进性干扰，可以通过测定次声波的特性，进一步揭示电离层扰动的规律。

次声波在声学范围内还是一个比较新的领域，它不仅用于探测气象、地震、预报台风、海啸，而且也用于军事侦察。所以对次声波的产生、传播、接收、影响和应用的研究，已导致现代声学的一个新分支的形成，这就是次声学。有人预计，近代声学不断深入到人的思维和大脑活动，很有可能，声学是人类最先突破人脑活动禁区的学科。

目前，次声波的研究和应用还只是刚刚开始，人们研究和利用次声波的热情方兴未艾，次声波将会给人类带来更多、更好的福音。