原创：中科院物理所

说到核弹

(相关资料图)

大家应该都能想到核爆产生的巨型冲击波

今天

跟着小编一起

用两颗钢球和铝箔

复现一个缩小版的核爆冲击波

实验器材

铝箔、两颗钢球、乒乓球

实验过程

步骤一：

用双手拿着两个钢球，放在铝箔的两侧，然后让两球在铝箔处发生碰撞。

可以观察撞击处不仅形成了一个坑，还在坑的旁边出现了“波纹”。

步骤二：

将一个钢球换成乒乓球，重复上面的过程。

可以发现，此时撞击点处仅仅形成了一个非常普通的坑。

步骤三：

将铝箔平铺到地面上，然后将钢球从高处释放，自由下落到铝箔上。

这时，可以看出由于钢球多次弹起在铝箔上砸出的多个“弹坑”，但是每个弹坑都是普通的圆形坑，在四周也没有观察到波纹。

原理解说

小球对撞在铝箔上产生的一圈圈波纹，其实就是冲击波的痕迹。

冲击波，也叫做激波，是多层弱压缩波叠加成一层强压缩波的结果。在同种均匀介质中，波的传播是从波源开始的匀速直线运动，就好像一圈圈的水波，每一圈就是一道波的波面；但是当介质的压力、温度或者速度性质发生阶跃式变化，波源产生波的速度会超过声速，这使得后面产生的压缩波将追上前面的压缩波，多层压缩波集合在一起组成了一道极强的压缩波，也就是冲击波。

水波|来源：百度图片

一道水波的能量很小，带不来什么破坏，但是当上图中的所有水波并成一道波时，能量就变得非常大了，海啸的恐怖破坏力就是这样产生的。

实验中，当我们将两个小球对撞时，对撞点的铝箔瞬间受到了极大的力的作用，也就形成了与水波类似的一圈圈的冲击波；由于铝箔具有良好的可塑性，冲击波就会在铝箔上留下相应的波纹形状。至于小球与乒乓球碰撞以及小球落地的实验，由于乒乓球与地面相比金属小球都不是理想刚体，易发生形变，撞击产生的大量能量通过乒乓球、地面释放，于是此时在铝箔上就只能看到撞击留下的“陨石坑”。