ударная волна

Falcon 9 переходит на сверхзвуковую скорость

Физики впервые сняли на видео «ударную волну» света:

Когда объект движется сквозь атмосферу, воздух обтекает его, и в результате возникают звуковые волны. Если скорость объекта равна скорости звука в той среде, в которой он движется, или превышает ее, объект обгоняет волны, которые создает. Фронты таких волн пересекаются, резонируют и усиливают друг друга. В результате за летящим со сверхзвуковой скоростью объектом остается расходящийся «хвост» усиленных акустических колебаний, гораздо более мощных, чем те, что рождаются движущимися на дозвуковых скоростях объектами.

Плоскость, ограничивающая область возмущений, называется конусом Маха. Предыдущие исследования доказали, что фотоны способны оставлять следы, так же имеющие коническую форму., а недавно ученым из удалось наблюдать их образование и даже записать его на видео.

ссылка на гифку

Частицы света путешествуют сквозь вакуум со скоростью света — около 300 000 км/с, и, согласно Эйнштейну, ничто не может двигаться быстрее света в вакууме. Зато свет может двигаться медленнее — например, если его распространение затрудняет среда. Стекло замедляет свет на 40%, а в некоторых экспериментах физикам удаётся уменьшать скорость в миллионы раз, практически останавливая фотоны.

Чтобы получить фотонные конусы Маха, физики из Вашингтонского университета в Сент-Луисе создали для фотонов тоннель, заполненный сухим льдом и зажатый между панелями из силикона и порошка оксида алюминия. Сквозь тоннель пропустили короткие вспышки видимого света зеленого цвета, каждая из которых длилась по 7 пикосекунд (пикосекунда — одна триллионная секунды). Зеленый свет рассеивался, натыкаясь на частицы сухого льда, и рассеянный свет частично попадал на силиконовые пластинки.

Свет проходил через тоннель гораздо быстрее, чем через материал пластинок, и оставлял позади конус более медленных световых волн, которые, распространяясь, накладываются друг на друга.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science Advances.

НАСА сделало фотографии ударной звуковой волны на фоне Солнца

НАСА опубликовало снимок ударной волны на фоне Солнца при переходе звукового барьера учебным реактивным самолетом Т-38С. Об этом сообщается на сайте организации.
Также показано фото и видео ударной волны от самолета, летящего со сверхзвуковой скоростью, на фоне лунного диска. Это стало возможно, благодаря модификации шлирен-метода съемки.
Ранее, в августе 2015 года, НАСА продемонстрировало возможность съемки воздушной волны с камеры, находящейся над самолетом, который летит над пустыней. Для этого после съемки проводятся сложные математические операции, позволяющие «вычесть» детали ландшафта из получающейся картинки.

Фотография ударных волн, сделанная на фоне пустыни

В летно-исследовательском центре имени Армстронга (входит в структуру НАСА) была разработана и запатентована технология BOSCO (шлирен-метод с использованием задней подсветки от небесных тел). Она позволила визуализировать воздушные потоки, используя только свет от фона, на котором виден самолет.

Первоначально получалось сделать соответствующие фотографии только при пересечении самолетом края солнечного диска, так как для «проявления» воздушной струи необходим перепад интенсивности света от фона. Применение чувствительных матриц в камере и светофильтров позволило проводить съемку в течение всего процесса пересечения диска небесного тела, а необходимые перепады в интенсивности света обеспечили пятна на Солнце. В данном случае используется поглощение света на длине волны 3933,7 ангстрем ионами кальция — так называемая К-линия. Аналогичным образом проводится съемка на фоне Луны.
Метод обнаружения оптических неоднородностей в прозрачных средах и выявления дефектов отражающих поверхностей был открыт немецким физиком Августом Теплером в 1864 году. Он активно использовался при проектировании самолетов для изучения воздушных потоков вокруг летательных аппаратов. Однако при этом требовался яркий источник света, а лучи света должны были идти параллельно друг другу — в результате размеры оптической системы получались сравнимы с габаритами помещения для исследований. BOSCO избавляет от необходимости использовать дополнительный источник света.

Ядерное оружие в действии