危险的声响

危险的声响

方正三中 郑晓东

　　找一根细树枝，用力折它：当它快要断裂时，仔细听!它发出了声音。

　　把铁盒子贴到耳边，用手压盒盖，盒盖被压弯了，与此同时，耳朵也听到了声响。

　　如果能找到金属锡，你用两手反复地弯曲它，听!它“噼啪”、“噼啪”地提“抗议”了。这就是锡鸣。

　　生活中，这类现象也是常见的。用木棍抬东西，当木棍发出“咯吱”、“咯吱”的声响时，危险就要来临了;有经验的矿工在矿道中听到坑木的某种声音，就知道要发生事故了。上面这些利用声音判断事故的办法跟敲击探伤法不同，不是用其他力量去敲击物体发声，而是在外力作用下，由物体自身的隐患部位发出声音。为了和声撞击相区别，我们管这种现象叫声发射。

　　五十年代初，德国人凯塞尔做金属拉伸实验时，发现金属试样变形时会发出微弱的声音。这些微弱的声响使他想起了巨轮断裂等一系列事故。为了弄清楚这个问题，他和其他科学家对金属在拉伸或其他变形中的声发射现象进行了深入的研究，结果表明金属的声发射是由于内部产生位错运动而引起的。位错运动是金属内部小缺陷的运动，它是产生裂纹和断裂的基本因素。既然位错能引起声发射，而位错又是断裂的前提，利用声发射来预测断裂自然是成立的。

　　问题并不那么简单，金属的声发射信号远比周围的噪声微弱，另外，金属声发射的信号不但有可听声，而且有超声和次声，靠我们的耳朵去听，往往听不到，或者听到时已经来不及挽救了。

　　现代电子技术解决了一系列的难题，它既能把声发射信号放大，又能把声发射信号和环境噪声区别开，次声和超声它也能测量到。七十年代初，美国成功地在C-5A飞机上装置了声发射监测系统，这套装置能探测48个关键区或危险区的安全情况，一旦有事故隐患，这套系统就会报警，保证了飞行安全。

　　声发射技术是近二十年来兴起的现代技术，它在航空、航天、原子能以及金属加工方面有广泛的用途。在巨大的高压容器、发动机和核反应堆旁，声发射监测器正在默默无声地工作着，为人们的安全站岗放哨。

　　值得注意的是大地震前的声发射现象。

　　我国历史上关于地声的记载是很多的。象《魏书·灵征志》上就载有公元474年6月，山西“雁门崎城有声如雷，自上西引十余声，声止地震”。这“有声如雷”就是地声。这是世界上有关地声的较早记载。

　　1973年2月6日四川炉霍地震前数小时，就有可怕的声音从地下发出;1976年唐山大地震前5个小时，就出现了地声。

　　不少学者认为，地声是一种声发射现象：地壳在聚积能量的过程中，会在岩体的脆弱部位首先发生微破裂，从而引起声发射。不过，微破裂时的声发射能量较低，频率又偏高，很难传到地面。这种破裂继续发展，就可能产生能量较高的声发射信号了——这就是地声。

　　地震前的声发射是地震孕育过程中的一种物理现象，是一种地震前兆。如何利用它进行地震预报，是一项很有意义的科研课题。