书城科普读物物理多大点事
29136600000062

第62章 热气球预报海上风暴

灿烂的阳光使海面银光闪闪,海滨浴场上人头攒动,喧声鼎沸,远处渔帆点点,海上风平浪静。突然,沿海气象站发出了风雨即将来临的紧急警报。数小时后,大海咆哮起来了,强大的风暴袭击了这个滨海浴场。此后又是风平浪静,游客依旧。气象站是从哪儿得到风暴即将来临的消息呢?

原来,在风暴形成时发出各种频率的声波,其中次声波能传播到很远的距离。在空气中,它以每秒340米的速度,在水中则以每秒1500米左右的速度传播,这比风暴本身移动的速度快得多,因此它就成了风暴来临的“前奏曲”。由于这个缘故,目前海洋观察站大都装设有次声波接收器,有的还把次声波接收器放在随风飘荡的热气球上,用来接收海洋和大气中的次声,据此预报风暴的发生和强度,为渔业、航海和军事服务。

那么,次声波到底是怎么回事呢?原来,人耳只能听到20赫兹到20000赫兹之间的声波,比20000赫兹高的超声波和比20赫兹低的次声波人耳都听不见。次声,是一种低于人听觉频率范围的声音。它到底是什么样子?只有借助仪器的帮助才能观察到。然而,次声在自然界中却广泛地存在着。如下雨时的雨点、海涛、雷电、台风、龙卷风、地震、山洪等等都能产生次声波,发射火箭、爆炸原子弹、飞机飞行、机器运转等也能产生次声波,人的心脏、肺脏活动也会产生自己特有的次声波。

次声波在空气中传播比一般声波、超声波减弱得都慢,所以它可以传到很远的地方。1883年印度群岛克拉托火山爆发产生的次声波,绕地球三周(每周需36小时)后,还可以在仪器上记录得到;1961年前苏联在北极圈内新地岛进行核爆炸产生的次声波,曾绕地球五周多。人们利用次声波远距离传播这一特点,可以侦察出核爆炸的地点和爆炸力的大小,也可以预测风暴的来临及其方向、位置和强度,为生产和生活提供气象资料。

经过研究,人们还发现较强的次声波能干扰人体平衡器官的生理功能。轻者使人头痛、呕吐、晕眩,重者使人肌肉发生痉挛甚至神智失常。有人认为,海上晕船,可能是由于次声波引起的。据实验,高强度的次声波,可以使动物心脏发生破裂而死亡,对人也有致命的损害。

目前,人们对次声波的应用,主要是借以发现机器中的隐患、探矿和地球物理研究等。在医学方面,次声波可用手诊断心脏、肺脏等器官的疾病。随着科学技术的发展,原来不太为人们所熟悉的次声技术,将会越来越受到人们的重视。

科学小链接

动物和次声波

在自然界中,许多动物都能感觉到次声波,如海鸟在风暴来到之前会惊恐不安地低飞,鱼儿和水母等会远离海岸等。渔民和水手们很久以前就注意到这些现象,并用来预测海上风暴。有些地方,渔民在船底养一条蛇,如果海上风平浪静,大蛇就蜷伏在舱底不动,要是蛇昂首欲立,就预示着风雨即将来临。

§§第七章 身边的趣味物理

物理学是一切自然科学中最简单、最实用的,经典物理的每一个基本定理都直接源自对日常生活的观察。生活中看似平常的现象中,其实隐藏了很多简单的物理知识。例如,磁带录音机的原理、汽车后面产生尘土的原因、自行车在行驶时不跌倒的原因……这都与物理学有很大的关系。怎么样?你想到了吗?原来,物理就在我们身边,只要你用心观察、细心体会,相信你的物理学习会变得五彩缤纷!