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次聲波

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位於格陵蘭卡納克的次聲波監測站

次聲波(英文:Infrasound)是指頻率小於20Hz(赫茲),但是高於氣候造成的氣壓變動的聲波。人對次聲波基本上沒有感受,但是一些動物如長頸鹿藍鯨可以感受次聲波頻率並使用這個頻率來通訊。尤其頻率極低的次聲波可以傳播到非常遠。在水下次聲波的傳播距離也非常遠。

次聲波不容易衰減,不易被空氣吸收。次聲波的波長往往很長,因此能繞開某些大型障礙物發生繞射。某些次聲波能繞地球2至3周。

生理和心理作用[編輯]

雖然人幾乎無法聽到次聲波,但是通過其波壓人可以感受到次聲波。但是聽閾非常高,而且隨頻率同[1]。此外身體可以感受到低頻的、劇烈的震動。20世紀60年代,美國航空航天局進行試驗顯示,次聲波的確可能引起胸腔震動、影響呼吸,並讓人產生作嘔、頭疼和咳嗽等現象。進一步研究發現,特定頻率的聲波還可能引起眼球的震動,從而讓視覺出現扭曲。由於這些聲波能夠移動小的物體和表面,甚至還可以讓燭光詭異地閃爍個不停,所以有時候我們碰上見鬼這一類的事,也有可能是次聲波在作怪。

雖然始終有關於次聲波傷害人體的傳說,但是至今為止在實驗中未能證明聲壓在170dB以下的次聲波對聽覺、平衡器官、肺臟或者其它內臟有任何破壞[2][3]。在185~190dB左右人的耳膜會破裂,這個聲壓相當於半個標準大氣壓

頻率非常低、暴露時間非常長、而振動加速度非常高(波幅加速度超過地球重力加速度)的次聲波在一定情況下會導致內臟出血。[4]

人感受到次聲波(與一般的聲波一樣)會出現心理作用,尤其是精神不集中時。風力發電機、嗡嗡聲和風琴聲等的作用有過非常激烈的討論,但是至今為止未能證明無法感受到的次聲波對人有任何影響。

聲源[編輯]

自然聲源[編輯]

低頻波如地震火山爆發、隕星墜落、極端的氣候現象或者巨浪可以在空氣中導致次聲波。這樣的次聲波可以傳播數千公里。陣風和旋風也會產生次聲波。

焚風[編輯]

阿爾卑斯山脈的焚風是一個非常強的次聲波聲源,其頻率在0.01~0.1Hz之間。這個次聲波對人是否有影響至今還在爭議中。

人工聲源[編輯]

工業設施也會產生次聲波。尤其是假如在封閉的房間裏次聲波形成駐波,由此導致建築結構共振,會造成危害。

地面或地下爆炸、火箭發射的聲音中包含次聲波的成分。這些次聲波可以傳播非常遠,它們可以被用來確定爆炸或者火箭發射的地點或者方向。

超聲速飛機在突破音障時的音爆中包含次聲波的成分。

尤其是建築密集的大城市也會產生次聲波,這樣的次聲波不但會傳播非常遠,而且局部會產生非常強烈的駐波。比如美國首都華盛頓在部分市區裏有許多高建築物,這些建築物主要使用堅硬的石制表面,而且幾乎所有的建築均擁有非常強大的冷風裝置。在夏季市內會產生波及非常廣的次聲波場,建築之間的氣流會互相影響產生低頻共振。尤其在非常安靜的夜晚大城市的低頻聲波在非常遠的地方依然可以聽得到,其次聲波的成分的傳播距離更加遠。有人認為多年生活在這樣的次聲波場內會導致健康問題。

關於風力發電機產生的次聲波是否有健康影響始終有爭議,但是至今為止沒有任何可以證明這個影響的數據。不過風力發電機也會產生可以聽得見的、有生理作用的低頻聲波。

測量[編輯]

要尋找次聲波的聲源有時很困難。波幅高的次聲波往往會導致非線性效應,由此產生諧波,這樣的諧波往往可以被聽到,這簡化尋找聲源的過程。

人們使用氣壓探測器來探測和測量次聲波,與氣壓表不同的是這樣的探測器的反應速度高,能夠測量非常小的壓力變化。與麥克風的區別在於它們能夠探測頻率低達0.01~0.1Hz的聲波。

對大氣和海洋中的次聲波的研究是一門比較新的學科。其應用範圍包括確定核爆炸試驗和船隻的運動。

次聲波監測網[編輯]

全面禁止核試驗條約簽署後在全球建立了一個國際性的次聲波監測網,這個監測網的目的在於任何在大氣層內、水下或太空中進行的核爆炸不會被忽視。

這個監測網的數據也可以被用來探測和定向非核爆炸以及其它次聲波聲源。

參看[編輯]

註釋[編輯]

  1. ^ Geoff Leventhall: INFRASOUND FROM WIND TURBINES – FACT, FICTION OR DECEPTION. Canadian Acoustics, Vol. 34 No.2 (2006) 存檔副本 (PDF). [2007-03-22]. (原始內容 (PDF)存檔於2007-09-28). 
  2. ^ Jürgen Altmann: Acoustic Weapons - A Prospective Assessment. Science & Global Security, Volume 9, S. 165-234, 2001
  3. ^ 陳耀明,葉林,陳景元,駱文靜,劉秀紅,楊瑞華,龔書明: 次聲對大鼠大腦皮層超微結構和單胺氧化酶的影響. JOURNAL OF ENVIRONMENT AND HEALTH. Volume 21(3), 2004.存檔副本 (PDF). [2014-07-07]. (原始內容 (PDF)存檔於2015-06-17). 
  4. ^ 次聲波為什麼能殺人. lizhi.shangc.net. [2019-08-10]. 

參考資料[編輯]

外部連結[編輯]