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“音爆”是什么?为何我们看不见声音,却能看见音爆?

创作时间:
作者:
@小白创作中心

“音爆”是什么?为何我们看不见声音,却能看见音爆?

引用
1
来源
1.
http://www.360doc.com/content/25/0214/02/34901489_1146726732.shtml

当战斗机以超音速飞行时,会产生一种类似爆炸的声音,并伴随机身后方出现锥形白雾。这种现象被称为"音爆",它究竟是如何产生的?为什么我们能看见音爆形成的白雾,却看不见声音本身?本文将为您详细解析这一有趣的物理现象。

首先,我们需要了解音速的基本概念。在标准大气压下,声音在空气中的传播速度约为340米/秒。当物体的飞行速度超过这个数值时,就进入了超音速飞行状态。1947年,贝尔X-1型飞机首次突破音障,完成了人类历史上的首次超音速飞行,这一壮举也成为了航空史上的重要里程碑。

那么,为什么超音速飞行会产生音爆呢?声音本质上是空气中的一种波动,类似于水波。当物体接近音速时,会遇到一股强大的阻力,这股阻力会导致物体剧烈震荡并减缓速度,这种现象被称为"音障"。而当物体突破音障,进入超音速飞行状态时,会产生一个强烈的冲击波,这就是我们听到的"音爆"。

虽然音爆被称为"爆炸",但它本质上是超音速对空间的巨大冲击,具有一定的破坏性。音爆能够轻易震碎耳膜,对人体其他器官也可能造成严重伤害。这说明,即使我们无法直接看到空气的震荡,但身体仍然能够感受到其影响。

在飞机超音速飞行时,机身后方还会产生一种被称为"音爆云"的现象。这种现象的形成与速度无关,而是与空气压力的变化有关。当飞机突破音障时,周围的空气压力会突然降低,导致水蒸气迅速降温凝结成微小水珠,形成类似云雾的视觉效果。这种现象被称为"蒸汽锥",它会随着飞机的离开而迅速消失。

有趣的是,即使飞机没有达到超音速,只要周围空气足够湿润,也可能产生音爆云。这是因为飞机高速飞行时,机身不同位置的空气流速和气压存在差异,容易形成水蒸气凝结。相反,如果空气过于干燥,即使飞机达到超音速,也不会产生音爆云。

既然高速运动的物体可以产生音爆,那么子弹是否也会产生音爆呢?某些特殊军事装备可以让子弹速度达到每秒1千米,远超音速。关于这个问题,科学界主要有两种解释:

  1. 子弹在飞行过程中主要依靠外力推动,只有在枪口瞬间达到最大速度。由于子弹后部气体密度大于前部,不符合产生音爆的条件。
  2. 子弹确实会产生音爆,但由于炸药爆炸声与音爆声重合,加上子弹体积小,产生的音爆声不易察觉。

这两种解释都有一定道理,但目前尚未有确凿的科学实验来验证。

总而言之,"音爆"主要由超音速战斗机或其他超音速飞行器在跨音速飞行时产生,是一种发生在空气中的物理现象。虽然听起来像爆炸,但本质上是空气动力学效应的结果。

本文原文来自360doc

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