音樂是悅耳的,笑聲是動聽的,然而無處不在的噪聲是可惡的,伴隨地震、火山噴發、海上風暴而來的次聲是可怕的。
噪聲是殺人不見血的軟刀子,會使人心情煩躁、反應遲鈍、注意力分散,嚴重時可造成人的神誌不清、精神恍惚。而且還能刺激腎上腺素的分泌增加,使人煩躁易怒,甚至精神錯亂,導致暴力犯罪。
噪聲是一種無形毒藥。它一旦侵入人的機體,人體的各個器官都將受到不同程度的損害,患上一種臨床上呈現綜合反應的“噪聲病”。
為了控製噪聲,人們想出了隔聲、吸聲、消聲等辦法。然而這些都是治標,治本的方法是從聲源上治理它,把發聲體改造成不發聲體。
次聲是人聽不見的無形殺手,可以破壞人體的平衡器官,造成耳朵、神經係統和大腦的損傷,從而引起恐懼、頭痛、暈眩、惡心、嘔吐、眼球上下顫動等症狀。
次聲還可能是鯨集體自殺、百慕大三角區發生海難的元凶。
1906年,一支沙俄軍隊在本國首都附近的豐坦卡河大橋上齊步走的時候,大橋突然斷裂,造成了一些傷亡。事後調查,並沒發現什麼人為破壞的痕跡。
1940年1l月7日,美國新建的一座跨度為850米的懸索橋,突然在一場大風中斷毀——那天的風速是19米/秒。在大風中,橋麵扭曲跳動,越跳越厲害,最後斷毀。看來,橋的斷裂是和振動有關係了。
用皮筋掛住小鎖,用手提起皮筋的另一端,上下抖動皮筋,使小鎖頭受迫振動。不斷改變手上用力的頻率,你會發現,隻有當策動力的頻率和皮筋鎖的固有頻率相一致時,鎖上下振動得最厲害,也就是它的振幅最大。如果策動力的頻率和它的固有頻率不一致,盡管你費盡力氣,它振動得也不大。
在策動力頻率和受迫振動體的固有頻率相同時,受迫振動的振幅達到最大,這種現象就叫共振。
各種橋梁和建築物都有各自的固有頻率。梁的固有頻率與梁的長短、寬窄、厚薄及材料的性質都有關係,樓板的固有頻率也是由這些因素來決定的。
軍隊邁著整齊的步伐過橋,就是按一定頻率給了橋梁一個策動力。當這個策動力頻率恰恰和橋梁的固有頻率合拍時,就會發生共振,以致造成橋斷人亡。明白這個道理,在隊伍過橋的時候,就不應該齊步走了,而應該便步走,這樣就能保證隊伍安全過橋。
但是,給予建築物策動力的因素是很多的。風力也是一種外力,美國那座大橋就是由於風力引起共振而毀掉的。地震更是不能忽視的,這就向建築師們提出了一個重要問題:怎樣防震。
地震的危害主要是使建築物倒塌。當地震波傳播到建築物腳下的時候,就給了建築物一個很強的策動力。如果建築物的固有頻率和地震波的頻率合拍,就會造成極大的破壞。怎樣設計各種建築,使它的固有頻率不和地震波、風力等因素發生共振,是建築師們必須考慮到的問題。在這方麵,我國古代建築師作出了卓越的貢獻。
我國古代工匠李春創建的趙州橋,建於隋代(605—617),1300多年來,發生過多次地震。1966年3月邢台地震時,趙州橋距離震中40千米左右,大橋卻安然無恙。