Question

人類耳朵能聽到的聲波頻率為20 Hz—20 000 Hz，頻率低于20 Hz的聲波叫次聲波，高于20 000 Hz的聲波稱為超聲波.次聲波有很強的穿透力，它會與人體肌肉、內(nèi)臟器官固有的振動頻率發(fā)生共振，產(chǎn)生較大的振幅和能量，從而造成人體結(jié)構(gòu)的巨大破壞甚至死亡.美國專家研制出一種次聲波炸彈，專門對付搶劫犯，只要控制好次聲的強度，就能在幾秒鐘之內(nèi)，使人昏迷又不至于喪命，它是對付劫持人質(zhì)的劫機犯的最佳武器.請根據(jù)以上材料回答以下問題：
（1）人耳能聽到的聲波波長的范圍是什么？
（2）假設(shè)人體單位面積上接收到能量為e的次聲波就會造成死亡，今有一顆爆炸能量為E（轉(zhuǎn)化為次聲波的效率為η）在人的正上方h處爆炸，h要多高，此人才是安全的？

Answer 1

（1）1.7×10^-2 m—17 m
（2）h＞

（1）聲音在空氣中的傳播速度為340 m/s，人類耳朵能聽到的聲波頻率為20 Hz—20 000 Hz，由v=λf得λ=可算得波長
λ₁= m="17" m，λ₂= m=1.7×10^-2 m，
故人耳能聽到的聲波波長范圍為1.7×10^-2 m—17 m.
（2）在高度為h，單位面積上人接收到的能量為，若e＞時人是安全的，此時h＞.