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高中物理聲波的三兄弟:次聲、可聽聲、超聲波各有什么特點和軍事應用?

2025-12-05 15:52:45輔導探討0

人類從古時起,就留意到聲音的破壞作用,據《圣經》記述,約旦古城耶利哥城是迦南的“門戶”,其城墻又高又厚,守軍身材高大且健壯,是當時極為強大的堡壘,猶太人即便有百萬之眾,卻很難攻下這座城墻,在上帝神跡的示意下,猶太人圍城行走七日,接著一同吹號震塌城墻,讓猶太軍輕易攻入,最終順利進駐他們的圣地,這雖說只是個傳說,卻也足以表明“以聲為武”在古代戰爭中就已被看重 。7u0物理好資源網(原物理ok網)

聲波家族“三兄弟”各有啥特點?7u0物理好資源網(原物理ok網)

聲源振動在介質中傳播從而形成聲波,固體能傳播,液體能傳播,氣體也能傳播,在水中傳播是以縱波形式,在空氣中傳播同樣是縱波,在固體中傳播既可以是縱波,又能夠是橫波,聲波的波動現象遵循波動規律,所以在傳播進程當中也會出現折射現象,反射現象,干涉現象以及衍射現象等,依據波長的不同以及頻率的不同,可以把聲波劃分成三個區段,即次聲波,可聽聲波以及超聲波7u0物理好資源網(原物理ok網)

次聲波的頻率小于20赫茲(Hz),它不容易出現衰減的情況,也不易被水還有空氣所吸收。次聲波的波長常常是很長的,借此能夠繞開某些大型障礙物進而發生衍射,存在某些次聲波能繞地球2至3周。某些頻率的次聲波因為和人體器官的振動頻率相近甚至相同,所以容易和人體器官產生共振,對人體有著很強的傷害性,在危險的時候可致人死亡。7u0物理好資源網(原物理ok網)

那些能夠憑借耳朵聽聞的聲波,被稱作可聽聲波,它于每一種動物而言,都是獨具特性的,好多哺乳類動物的可聽聲波頻率上限,要比人類的高,并且會隨著年齡的改變而產生變化。就人類來講,可聽聲波的頻率范圍是20至20000赫茲,其上限會隨著年齡的增長而降低。這類聲波,既有可能是美妙動聽的音樂,也有可能是尖銳刺耳的噪聲,在軍事方面,利用高分貝噪聲,足以讓敵人感到頭暈目眩,進而失去戰斗力。7u0物理好資源網(原物理ok網)

當聲波頻率大于兩萬赫茲時,人耳沒法聽到,而后,我們將頻率高于兩萬赫茲的聲波稱作“超聲波”,在上述三類聲波里頭,超聲波的波長最短,其繞過障礙物的能力,也就是“衍射”不強,所以具有較好的方向性,并且能夠穿透不透明物質,這一特性已被廣泛應用于超聲波探傷、測厚、測距、遙控以及超聲成像技術。7u0物理好資源網(原物理ok網)

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國外次聲武器的發展進程是怎樣的?7u0物理好資源網(原物理ok網)

武器裝備方面,三類聲波里應用最多的是次聲波。次聲波有其物理特性和作用特點,能利用人體內臟器官共振頻率在次聲頻率范圍這一特性制造次聲武器。次聲武器是各國重點研究的新概念武器之一,從20世紀70年代初起,美國、法國、俄羅斯等紛紛研究次聲波的生物學效應,此軍事應用價值已引發高度重視。7u0物理好資源網(原物理ok網)

1972年,法國國家實驗中心制成一臺強次聲發生器,首次試驗時,5千米以內的人員受到了傷害。上世紀80年代,法國科學家加弗羅研制出一種“大哨笛”次聲發生器,其聲壓級為160分貝,能對人體器官產生損傷,當時法國報紙稱它為“次聲槍”。1979年,蘇聯秘密進行次聲炸彈試驗,由于當時對其威力估計不足,且缺乏良好防護,造成現場數名人員死亡。7u0物理好資源網(原物理ok網)

美帝于次聲武備范疇亦開展了踴躍探尋,在上個世紀七十年代時,美警方研發出致使人員“僵化”或者喪失戰斗能力的次聲武器,用以調控騷亂,據相關報道,美國已然具備一定性能的次聲武器,且已隱秘地以小規模形式應用于索馬里戰事、波黑沖突、海灣戰事以及反恐防暴等場景之中,九十年代時,美軍特意研發了高功率微型次聲發生器,還開展了戰場模擬測試,在1995年末之時,美國曾對波黑塞軍陣地實施秘密次聲波襲擊,據說短短幾秒便令塞軍士兵昏厥、嘔吐且陷入混亂狀態 。1998年,美國著手研制一種手持式次聲手槍,其作用距離能夠達到200米。在波黑戰爭里,美軍曾經運用次聲發生器發射次聲波,僅僅幾秒鐘之后,就讓對方大量人員失去了戰斗力。7u0物理好資源網(原物理ok網)

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美國警方裝備的次聲防暴武器(圖片來自網絡)7u0物理好資源網(原物理ok網)

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次聲武器有哪些殺傷作用以及缺陷?7u0物理好資源網(原物理ok網)

毫無置疑,次聲武器屬于一種理想的軟殺傷武器,它有著傳播速度快的特性,有著傳播距離遠的特性,有著穿透力強的特性,有著隱蔽性強的特性高中物理聲波,有著不污染環境的特性,有著不破壞設施的特性,而這些特性正是它與傳統武器相區別的優勢所在,總體而言,次聲武器的殺傷作用涵蓋以下三個方面:7u0物理好資源網(原物理ok網)

首先,致使人體器官出現共振現象,進而對生物機能形成影響。當具備一定強度的次聲頻率,近乎于人體某一組織器官的固有頻率之時,該組織器官會最大限度地吸收次聲能量,其振動達到最大振幅,進而產生共振效應,造成原發性損傷。這種共振效應,既能夠作用于機體器官,又能夠作用于細胞結構,改變其膜性結構以及功能,影響一些酶與質膜的結合狀態以及酶的活性,進一步對生物氧化過程以及能量代謝產生影響。7u0物理好資源網(原物理ok網)

其次,把機械能轉變成有害的熱能、生物電能等。當一定強度的次聲作用在人體的時候,其具備的機械能能夠轉化成熱能、生物化學能以及生物電能,直接對機體器官產生作用,進而致使組織細胞的分子結構出現改變,在次聲所引發的損傷過程里起到至關重要的作用。7u0物理好資源網(原物理ok網)

另外,會讓人體的感官遭受刺激,進而引發精神方面的紊亂。次聲的作用還能夠對軀體的本體感受器以及內臟器官的感受器予以刺激,如此一來,便能夠反射性地促使器官和生理系統出現反應。在處在高強度大劑量的情況下,就會產生嚴重的損傷效果,甚至會對大腦的組織結構造成損傷,致使人們精神發生紊亂,記憶力大幅度下降。7u0物理好資源網(原物理ok網)

雖次聲武器屬強大軟殺傷武器起步網校,然其有固有缺陷。一方面,次聲波不易聚焦成束,故實現定向聚焦發射極困難,此直接致使敵我不分高中物理聲波,易誤傷己方人員;另一方面,因次聲波波長很長,致使定向困難,于空曠環境難產生高強次聲波。7u0物理好資源網(原物理ok網)

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