我們這里也偶爾聽到放炮一樣的巨響,有人說是飛機(jī)飛過時(shí)引起的“音爆”。到底是不是,沒有人深究,但“音爆”的可能確實(shí)存在,所以,順便普及一下“音爆”,如果上網(wǎng)查詢,涉及許多專業(yè)術(shù)語,很難理解,比如激波,其實(shí)就是當(dāng)飛行器(以下都以飛機(jī)代替)以接近音速飛行時(shí),飛機(jī)前方形成的一層劇烈壓縮的空氣層,這個(gè)空氣層很薄很薄,厚度只有千分之一到萬分之一毫米。
1、大洛陽的人們,有誰知道一聲巨響是怎么回事?
我們這里也偶爾聽到放炮一樣的巨響,有人說是飛機(jī)飛過時(shí)引起的“音爆”。到底是不是,沒有人深究,但“音爆”的可能確實(shí)存在,所以,順便普及一下“音爆”,如果上網(wǎng)查詢,涉及許多專業(yè)術(shù)語,很難理解。比如激波,其實(shí)就是當(dāng)飛行器(以下都以飛機(jī)代替)以接近音速飛行時(shí),飛機(jī)前方形成的一層劇烈壓縮的空氣層,這個(gè)空氣層很薄很薄,厚度只有千分之一到萬分之一毫米,
但這個(gè)空氣層很難散開,會對飛機(jī)產(chǎn)生巨大的阻力,形成“音障”。飛機(jī)在突破“音障”時(shí),堆積在飛機(jī)前部的空氣會以沖擊波的形式向后散開,注意這個(gè)過程中,空氣經(jīng)歷了劇烈壓縮到向后釋放,必然會發(fā)生劇烈的振動,發(fā)出巨大的響聲,就是“音爆”。其實(shí),飛機(jī)引起的“音爆”一般很少遇到,不過,很多人可能見過公園中有人甩鐵鞭子,鞭子發(fā)出的聲音,也屬于“音爆”,
別看甩動的速度不大,但鐵鞭是從手柄到鞭梢的鐵環(huán)逐漸減小(質(zhì)量逐漸減小),并且甩動的時(shí)候,先大后小,大鐵環(huán)的動能逐次向小鐵環(huán)轉(zhuǎn)移,速度越來越大,尤其是鞭梢有皮條或尼龍繩編制,質(zhì)量更小,速度更大,以致超過音速。另外,飛機(jī)在突破“音障”時(shí),往往還會伴有“音爆云”,其實(shí)是水蒸氣液化成的小水滴,在飛機(jī)突破“音障”時(shí),被壓縮的空氣層向后釋放時(shí),體積膨脹對外做功,內(nèi)能減小,溫度降低,空氣中的水蒸氣遇冷液化成小水滴,漂浮在空中。
2、為什么有時(shí)會轟隆一聲巨響,然后感覺窗戶、房子也跟著震動呢?
簡單地說,這就是聲爆,也叫聲轟,這是一種簡單的物理現(xiàn)象,許多人對這種現(xiàn)象一直很迷惑,又不去究其原因,就隨便給它弄個(gè)由頭,如“放炮”、“打雷”,甚至有人聯(lián)想到“地震”。但這種現(xiàn)象一般都出現(xiàn)在大晴天,“晴天響雷敲金鼓”,這只是《英雄兒女》電影里的一句歌詞,在現(xiàn)實(shí)中卻難以出現(xiàn);而“放炮”則是過去開山炸石時(shí)的爆破聲,一般在中午吃飯時(shí)發(fā)生,這種爆破在改革開放初期常有,因?yàn)槟菚r(shí)到處都在搞建設(shè),
但現(xiàn)在到處抓環(huán)保保護(hù)生態(tài),這種隨意破壞環(huán)境的爆破開采已經(jīng)很少見了。而人們常聽到的音爆比炸石爆破聲響多了,“轟”的一聲或兩聲突然爆發(fā),震得門窗刷刷好一陣,一個(gè)縣級城鎮(zhèn)會波及每個(gè)角落,而爆破炸石只是靠近爆炸點(diǎn)不遠(yuǎn)才會很響,遠(yuǎn)一點(diǎn)就沒有多響了。“地震”的說法就更懸了,常常聽到爆炸聲,可地震一直也沒來,且爆轟過后,人們往往還會聽到一陣飛機(jī)的“嗡嗡”聲,于是有人又認(rèn)為是飛機(jī)“打炮”。
其實(shí)這已經(jīng)接近真相了,說對了飛機(jī),不過不是“打炮”,飛機(jī)怎么能夠隨意在人們頭頂“打炮”呢?原來這是超音速飛機(jī)產(chǎn)生的聲爆現(xiàn)象,何為聲爆當(dāng)一個(gè)物體的運(yùn)動速度達(dá)到音速時(shí),聲波無法離開物體向前運(yùn)動,開始在物體前面堆積,形成一個(gè)聲音屏障;當(dāng)物體的運(yùn)動速度超越音速,就會超過這個(gè)音障,沖到聲音的前面去。這樣,這個(gè)超音速移動的物體,就會在自己前方產(chǎn)生穩(wěn)定的弓形震波,觀察者看到這個(gè)物體朝自己飛來時(shí)聽不到聲音,而物體通過后,其產(chǎn)生的震波就會傳來,由于空氣壓力差而導(dǎo)致爆裂聲,這就是聲爆,
聲爆的力量根據(jù)物體大小產(chǎn)生的力量不一樣,物體質(zhì)量越大,產(chǎn)生的沖擊波就越大,聲爆就越厲害,噪音污染區(qū)就越大。如果超音速飛機(jī)飛得很低,音爆甚至?xí)鹚榇皯舨AВ祟愖钤绨l(fā)現(xiàn)的聲爆是甩鞭子,車把式甩鞭子時(shí)鞭稍會啪啪脆響,據(jù)科學(xué)分析,就是超音速時(shí)產(chǎn)生的聲爆,其產(chǎn)生原理是由于鞭子較長,從根部到鞭稍由粗到細(xì),甩出時(shí)根部所發(fā)出的動量就更大,根據(jù)動量守恒定律,當(dāng)這股力量傳遞到鞭稍時(shí),極細(xì)的鞭稍要與這股力量守恒,就只有加快運(yùn)動速度,這樣就得到一個(gè)超音速的音爆。