我们知道,优美的音乐使人心情愉快,能起延年益寿之效,岂不知声音对植物也能发生奇妙的作用!
在法国国家科学研究中心的声音实验室附近,有人发现,那儿的花儿长得特别快,红薯、萝卜也比别处的要大得多。这种奇妙现象,引起了科学家们的注意。经过一番研究,发现这与实验室正在用超声波清除油轮上的油泥有关。于是法国国家科学研究中心建立了一个超声波培植法实验园。经过两年的实验,试制成了一种农用超声波播放器,它可使各种蔬菜迅速地生长,使萝卜长的比普通的约大两倍。
那么,为什么超声波会对植物起作用呢?有的科学家认为,超声波是一种能量。它能够被植物吸收,使植物细胞膜透性增大从而刺激细胞生长。也有的科学家认为,超声波是一种弹性机械波,在传播中会产生热效应作用,能促进植物的新陈代谢,加速细胞生长。
说了这么多,那超声波又是怎么一回事呢?
原来,在声学这个世界里,一个物体在受到外力振动时就会发出声音,这个物体在单位时间内往复振动的次数就是频率。人的耳朵只能听到频率为20~20000赫左右的声波,这种声波叫做可闻声或可听声。物体在单位时间内振动的次数超过2万次或低于20次,也就是说频率高于20000赫或低于20赫,这样的声音,人的耳朵就听不到了。这种声被叫做不可闻声。高于20000赫的叫做超声波,低于20赫的叫做次声波。
在自然界里,有许多物体可以产生超声波。然而,就目前所知,石英是可以发出最高频率超声波的物质。一块石英晶体薄片所能振动的最高频率,可以超过超声波波段的频率而达到10亿赫。当然,某些动物、昆虫同样可以发出超声波,蝙蝠就是一例,还有蛾子等昆虫也可以产生和接收超声波。
超声波同声波比起来,具有许多独特之处。超声波可以使脆而硬的媒质的结构受到破坏,超声波的这个特性可以用来对玻璃、陶瓷等制品进行加工或用来粉碎、剥落金属表面的氧化膜,这就是人们通常所说的“除锈”。例如,在一般情况下,铝很难焊接,我们就可以用超声波清除铝表面的氧化层,然后进行焊接。超声波不仅能够“粉碎”金属氧化物,也能够粉碎液体,把一些难溶物质“搅拌”在一起。超声波对细菌也有“粉碎”作用,因此,人们可以利用超声波对食物进行消毒。超声波还可以用于切削、钻孔,对金属物体内部裂缝进行探测、清洗机件、凝聚尘雾、促进化学反应、处理种子、进行诊断、探索鱼群、测量海深、自动导航以及测定液体的粘滞系数和流星等。
科学小链接
超声波驱虫实验
人们用一套模仿蝙蝠发声的装置做超声波驱虫实验。在实验田里,每天夜里播送50千赫的超声波,其频率和强度与蝙蝠叫声一样,从六月中旬开始,一直持续到玉米成熟。结果是,实验田里受虫害的玉米为14%,而未播模仿蝙蝠叫声的对照田里,受虫害的玉米为23%。结果证明,这些昆虫具有接收超声波的能力,人们可以用这一点来预防虫害。