在海洋、地層等光和無線電波幾乎“寸步難行”的領域,次聲波卻能出入自由。正因為它有這種特性,所以可以用來勘探埋藏很深的礦藏,測定同溫層中冷熱空氣團的分布,檢查運轉著的機器的隱患,還可以用來進行海嘯、風暴、火山爆發、磁暴等自然現象的預報。高靈敏度的次聲探測器,還可用來監視火箭發射和核試驗。目前,用這種方法已能“聽”到1500千米外阿波羅宇宙飛船的火箭發射,也能測知5000千米外地震的發生。
人體也在時刻不停地向四周發射次聲波。心髒每分鍾跳動70次,發出每秒振動1.2次的次聲波;肺部每分鍾呼吸18次,發出每秒振動0.3次的次聲波。血管的脹縮,胃和腸的蠕動以及其他器官的活動,都會發射出不同頻率的次聲波,它們像廣播電台一樣,用不同頻率向外播音。因此,醫生可以用特殊的次聲波“收音機”收聽人體中各種播音,了解它們的工作情況,做出正確的診斷。
次聲波在農業生產中,還有一套耐人尋味的本領。科學工作者曾做過試驗:在農作物試驗的溫室旁邊,安裝一個低速電動機,讓它每天早晨空轉一小時,花卉開放得早。這說明,電動機空轉時產生的次聲波,能促進農作物生長。
聲波喚雨的神通
天要下雨,必須是有一定的降雨條件,那就是雲層中冰晶增多,水滴增大。
人工降雨,過去一般常用的方法有3種:①向雲層中輸送冷卻劑,一般用飛機在適當的雲層中撒布幹冰,即固體二氧化碳;②向高空灑布與冰晶結構極為相似的碘化銀、氧化二鋁、樟腦或酒精等藥劑,作為凝結核,使雲層中冰晶增多或雲滴增大而降雨;③用飛機在適當的雲層中直接噴出大水滴,直徑為0.05毫米,使雲層底部雲滴間起合並作用而降雨。
不久前,國外利用聲波振動雲層,進行了人工降雨的試驗成功。這種新的方法,稱為“聲波喚雨”。每當天空陰雲密布的時候,忽然雷電大作,亮光閃閃,雷聲隆隆。當震耳欲聾的霹靂之後,傾盆大雨隨之而至,這是強大聲波的振動所形成的。科學家們在這種自然現象的啟發下,利用聲波的振動作用,用聲波進行人工降雨的試驗。試驗時所用的聲波發生器,是幾隻橫斷麵為9平方米、25千瓦的揚聲器,向空中雲層發射聲波。根據在空中雲層中進行攝影並加以觀察,可以觀察到在冰點以上溫度的雲霧是極微小的水滴形成的,也有少數比較大一些的水滴混在裏麵。在一般的情況下,它就能形成雨滴而降落在地麵。但是,體積過小的水滴被上升氣流所扶托,一直漂浮在高空的氣流中,不能下降。在這種情況下,如果把強大的聲波向天空發射,就能使高空中漂浮著的微細水滴凝結成雨滴而下降。
水下偵察兵
1912年4月15日,當時世界上最大的客輪“泰坦尼克號”在橫渡大西洋的過程中,撞擊了巨大的冰山而沉沒,船上2224名乘客中有1513人葬身魚腹,成為世界上最大的海難。
為了保證航行的安全,後來人們想利用回聲來發現在濃霧裏或夜間航行的船隻的前方是否有冰山或其他障礙物。但這種想法實際上並沒有成功,然而卻引出了另一個想法:利用聲音的反射來測量海洋的深度。
測量海洋深度的回聲裝置是這樣的,在船的一側的底艙裏靠近船底的地方有一個彈藥包,爆炸時發出強烈的聲音,聲波穿過水層達到海底,然後再反射傳回水麵,由裝在艙底的儀器接收下來。由於聲波是直線傳播的,而且聲波在海水中的傳播速度是可以精確地測定的,因此,隻要測出聲波在海水中的傳播時間,就可以準確地測出海洋的深度了。
對深海深度的精確測量對於海洋學具有重大意義,而對淺海和大陸架的精確測量有利於船隻的安全航行和海洋資源的開發。在現代的回聲探測器中,已經不再用一般的聲音,而是用非常強的超聲波,它的頻率大約為每秒幾萬次,人的耳朵聽不到超聲波的聲音。這樣的聲音是從放在高頻交變電場中的石英片(壓電石英)振動產生的。