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人體|包租婆的獅吼功成為現實？ ——次聲波的秘密

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人體|包租婆的獅吼功成為現實？ ——次聲波的秘密
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人類不僅生活在一個五顏六色的世界 ， 環境中更是充滿了各種各樣的聲音 。 有了聲音的存在 ， 我們才能聆聽婉轉鳥鳴 ， 欣賞動人樂曲 。 以及更重要的 ， 信息可以通過聲音來傳遞 。
除此之外 ， 在周星馳的電影《功夫》里 ， 包租婆甚至用可怕的獅吼功擊退來犯的琴魔殺手二人組 。 看完電影問題來了 ， 是什么聲音有這么強大的殺傷力？

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圖 | 電影《功夫》片段
人耳能感知的聲波頻率在20到20000赫茲之間 ， 在20000赫茲以上 ， 人耳聽不到的聲波屬于超聲波；而20赫茲以下 ， 則屬于次聲波的范疇 。 這樣的劃分標準與電磁波中的可見光類似 ， 均以人類感知的主觀標準劃分 。 聲波中最具有獅吼功那種傷人潛力的 ， 無疑就是本文的主角——次聲波 。
—— 次聲波的特點 ——
聲音是由物體的振動而產生、并通過介質傳播的 ， 是一種典型的機械波 ， 傳播的實質是機械能在介質中的傳遞 。

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聲波在空氣中的傳遞示意（將空氣簡化為氣體分子）
從次聲波的頻率定義中不難看出 ， 它的波長比超聲波、可聽聲高出數個量級 。 這樣的特性 ， 使得次聲波不易被水和空氣等介質吸收 ， 也能繞開某些大型障礙物發生衍射 ， 當然也不易衰減（能量的衰減速度與其頻率平方成反比） 。 在聲學中 ， 衡量聲波的兩個重要屬性是頻率（Hz赫茲）和強度（dB分貝） ， 而次聲波的衰減速率非常之低 ， 例如10赫茲聲波的衰減速率僅有0.011分貝/公里（30攝氏度、10%濕度的空氣環境下） 。
在自然界中 ， 許多地理地質現象都是典型的次聲波源 ， 如地震、火山爆發、海嘯、隕石墜落、泥石流等 ， 往往能記錄到與事件相伴隨的次聲波 。
在生物界中 ， 雖然人類聽不見次聲波 ， 但一些動物不僅能感知 ， 還能很好地利用次聲波 。 這一功能集中在大象、長頸鹿、鯨魚等體型較大的動物 ， 由于它們寬大的顱骨尺寸帶來的較大耳距 ， 聽覺范圍一般都能下探至次聲波頻段 。

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圖為兩頭非洲象交流的聲譜圖像 ， 白線是20赫茲的次聲波閾值線 ， 可見有部分波頻下探至次聲范圍 。 圖 | 參考資料［3］
康奈爾大學研究團隊收集了大象之間的交流音頻 ， 通過軟件將其轉換成可視化聲譜 。 圖為兩頭非洲象交流的聲譜圖像 ， 白線是20赫茲的次聲波閾值線 ， 可見有部分波頻下探至次聲范圍 。
—— 次聲波與人體 ——
在許多文藝作品中出現過次聲波“殺人”的描述 ， 這是一種共振現象的體現 。 人體許多器官固有的振動頻率處于次聲頻率范圍內 ， 例如頭部為8-12Hz、眼球為19Hz、心臟為5Hz、胸腔為4-6Hz、腹腔為6-9Hz、盆腔為6Hz 。 當生物體處于次聲環境 ， 且聲壓達到一定強度 ， 其作用頻率與生物體組織器官的固有頻率相同時就會出現共振反應 ， 此時次聲波產生的刺激最大 。
若你面對著一個19Hz的喇叭 ， 即使將音量調到100dB ， 你也無法聽到它發出的聲音 。 但由于19Hz正是人眼的共振頻率 ， 你將會發現眼球出現晃動震顫 ， 視力變得模糊 。 而如果暴露在5Hz、177dB的聲波下 ， 人將感到難以呼吸 ， 并產生惡心嘔吐等癥狀 ， 心肺受到一定損害 。