衝擊波(物理學的“衝擊波”)

衝擊波（shock wave）是一種不連續峰在介質中的傳播，這個峰導致介質的壓強、溫度、密度等物理性質跳躍式改變。

任何波源，當運動速度超過了其波的傳播速度時，這種波動形式都可以稱為衝擊波，或者稱為激波。其特點是波前的跳躍式變化，即產生一個鋒面。鋒面處介質的物理性質發生躍變，造成強烈的破壞作用。衝擊波的傳播通常通過物質的媒介。

基本介紹

• 中文名：衝擊波
• 外文名：Shock Wave
• 別稱：激波
• 發現者：恩斯特·馬赫

基本概念

衝擊波（shock wave）是指擾動在非線性介質中傳播。若它的馬赫數和雷諾數足夠大，頻散足夠小，媒質中的擾動可能形成間斷面，該面的兩側有關物理量產生躍變，間斷面的運動形成衝擊波。有很多擾動可形成衝擊波，如爆炸波、彈道波、雷擊聲以及飛機轟鳴等。一個正弦式擾動所形成的黎曼–厄恩肖波最終形成衝擊波即為一個數學描述的例子（見非線性聲學）。馬赫數大於1時擾動只限於錐體內，其表面可當作間斷面。如果介質存在耗散（如黏滯、熱傳導等），間斷不是出現在一個面上，而是在一個薄層內，後者稱為間斷層。

產生原理

衝擊波是一種不連續峰在介質中的傳播，這個峰導致介質的壓強、溫度、密度等物理性質的跳躍式改變。在自然界，所有的爆發情況都伴有衝擊波，衝擊波總是在物質膨脹速度變得大於局域聲速時發生。當位於S₁點的波源以超波速的速度V_s向前運動時，波源（物體）本身的運動會激起介質的擾動，從而激起另一種波。這時的運動物體充當了另一種波的波源，這種波是一種以遠動物體的運動軌跡為中心的一系列球面波。

由於球面波的波速u比物體的速度V_s小，所以就會形成以波源為頂點的V字形波，這種波就是衝擊波。

通常指核爆炸時，爆炸中心壓力急劇升高，使周圍空氣猛烈震盪而形成的波動。衝擊波以超音速的速度從爆炸中心向周圍衝擊，具有很大的破壞力，是核爆炸重要的殺傷破壞因素之一，亦作爆炸波。也可以指由超音速運動產生的強烈壓縮氣流。比喻為使某種事物受到影響的強大力量而受到衝擊。

常見現象

一架飛機的速度超過330米/秒，“聲屏障”就被打破，同時伴隨有一個在大氣層傳播的衝擊波，並產生一個聲“爆炸”。

超音速飛行的戰鬥機

日常生活中衝擊波現象隨處可見：超音速飛行的戰鬥機、雷暴、太陽風、鞭梢甩動的脆響等。當然，最著名的就是核爆炸。

產生破壞

衝擊波是核武器的主要殺傷破壞因素。

衝擊波對人的殺傷作用分為兩種：

一是直接殺傷，即衝擊波直接作用與人體所引起的傷害。

二是間接殺傷，指衝擊波破壞的物體或拋射的物體對人造成的傷害，如建築物倒塌使人體受到傷害等。因此，當遇到核襲擊時，應就近選低洼處臥倒趴下，不要到建築物內或建築物後躲藏，以免受到間接傷害。