【物理常识】“音爆”现象释疑

大漠驼铃

最近一段时间，当地出现了几次不明的巨大轰隆声，感觉好像是发生了大的爆炸或是有高大的建筑物倒塌，常常震得门窗抖动，更使人胆颤心惊。听有人说是什么地方的煤气站爆炸了，有人说是什么沟里在开山取矿，也有人说可能是地震，事后证明这些说法都是没有根据的臆测。网上的说法更是捕风捉影、稀奇古怪。后来听有关专家解释，这其实是一种“音爆”现象。

简单地说，“音爆”也叫“声爆”，有时也叫声轰。这是一种简单的物理现象。

声音在空气中的传播速度大约是每秒340米，即每小时1020千米。当运动的物体如飞机速度接近或超过音速时，会有一股强大的阻力，使物体产生强烈的振荡，速度衰减。这一现象被俗称为音障(Sound Barrier)。突破音障时，由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播，逐渐在物体的迎风面积累而最终形成激波面，在激波面上声学能量高度集中。这些能量传到人们耳朵里时，会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声，称为音爆(Sonic Boom)。

人们常听到的音爆现象往往是由飞机超音速飞行引起的，它比炸石爆破的声音响多了，“轰”的一声突然爆发，震得门窗刷刷刷要摇晃好一阵，由于飞机速度特快，更何况在高空，所以音爆声在一个县域大的范围内基本都会波及到。而爆破炸石只是靠近爆炸点不远才会很响，远一点就没有多响了。“地震”的说法就更悬了，从物理学的角度来看地震波往往是短暂而连续的，震感强烈但声响不大，而音爆一般只能听到一次巨大的声响，感觉到一次强烈的震动，不连续，也没有第二次。且爆轰过后，人们往往还会听到飞机的“嗡嗡”声。还有人认为爆响声可能是飞机“打炮”，其实这已经接近真相了，说对了飞机，不过不是“打炮”，飞机怎么能够随意在人们头顶“打炮”呢？

音爆的能量巨大，一架低空超音速飞行的战斗机产生的音爆足以震碎门窗玻璃。有人测量过，一架在 16000米高空以两倍音速飞行的客机产生的音爆对地面产生的压强高达100帕，相当于给一块一平米左右的玻璃窗上施加10公斤的力，玻璃哗哗直响就不难解释了。我们把压强换算成更直观的声强，100帕大约相当于133分贝，如果你恰好身处某重金属摇滚音乐会的大音箱旁边，就知道133分贝的声音会对 你产生什么样的影响了，因此世界各国都禁止客机进行超音速飞行，所以现在我们能听到的“音爆”现像往往是由战斗机超音速飞行造成的，如果你仔细听，音爆之后必然会伴随着飞机飞行的声音。

"音爆"的强弱以及对地面影响的大小，与飞机飞行高度有着直接的关系。因为，激波和水波一样，距离越远，波的强度也越弱。当飞机作低空超音速飞行时，不但地面的人畜能听到震耳欲聋的巨响，影响人们的生活和工作，严重的还可以震碎玻璃，甚至损坏不坚固的建筑物，造成直接的损失。随着飞行高度的增加，这种影响越来越弱，当超过一定的高度后，地面基本就不会受到影响了。

实际上音爆现象在实际生活中有时也能见到。甩鞭子是一些老人在公园和广场常见的锻炼方式，在甩动较长的鞭子时，鞭梢的速度可接近或超过音速，这时就会发生音爆现象，发出像鞭炮似的啪啪声，听起来非常吓人。要注意的是万一鞭梢断了或者不小心伤到人身上，由于鞭梢速度飞快，动能很强，将是非常危险的。甩鞭运动常常会引起公园里的困扰，除了占地大，存在危险隐患，发出的“啪啪”声还会惊扰老人和孩子，所以做这种运动最好去远离人群的地方，以免发生危险。

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图文整理：里元有，甘肃武山人，网名大漠驼铃。毕业于天水师范学院物理系，中专高级讲师。喜欢记录美好生活，分享感动故事，弘扬家乡传统文化。