震波:能量傳播形式-中文百科頻道

超音速流動中

震波是氣體超音速流動時産生的壓縮現象之一。其他兩種形式是等熵流動和普朗特－－麥耶流動。對于給定的壓強比，不同的壓縮方式将産生不同的溫度和密度，其結果對于不發生化學反應的氣體是可以解析計算的。震波會導緻總壓的損失。這意味着在某些情形下（例如超音速沖壓噴射裝置的進氣口），震波是無效率的。超音速飛機的壓阻就主要是由于震波導緻的。

當物體（或擾動）的運動比其周圍的流體傳播擾動信息的速度還要快時，靠近擾動的流體在擾動到來之前就不能及時作出反應或者“讓路”。在震波中，流體的各種性質（密度、溫度、壓力、速度、馬赫數）總是瞬時變化的。震波的厚度在數量級上同該氣體的分子自由程相當。當氣體運動速度大于其聲速時，震波就形成了。在流動的某些區域，氣體的擾動不能再向上遊傳播，壓力快速積聚起來，高壓震波就迅速形成了。

然而，震波不同于通常的聲波。在大約為幾個分子自由程的厚度（大氣中大概為幾微米）内，在震波前後氣體的性質會發生劇烈變化。在空氣中，震波發出很大的爆裂聲或者噼啪的噪音。随着距離增加，震波逐漸從非線性波變為線性波，退化成通常的聲波。這是由于震波中的空氣逐漸喪失能量所緻。這種聲波跟通常的雷聲，即“音爆”聽起來很像，一般是由超音速飛機制造的。

非線性峭化中

震波也可由普通波銳化而形成。最著名的例子就是深海微波逼近陸地時形成的海嘯了。在淺水區，表面波的速度依賴于水深。對于迎面而來的海浪，由于浪高和水深相比要小的多，所以波峰速度要略大于波谷的速度。就這樣波峰趕上了波谷，直至形成一面巨大的水牆，然後轟然倒塌，形成海嘯，以聲音和熱的的方式将其中的能量釋放出來。同樣的現象出現在氣體和電漿中的強聲波，這是由于音速依賴于溫度和壓力。這種現象在地球大氣層很難見到，但存在于太陽的色球和日冕中。

模拟

震波也可以描述為能夠“感知”下遊物體運動的上遊最遠點。在這種描述中，震波的位置定義為擾動可感區和擾動盲區的邊界。這可以和廣義相對論中的光錐相類比。要得到震波，必須得有快于聲速的運動。由于放大效應，震波是非常強烈的，特别像你所聽說過的爆炸（這不意外，應該爆炸産生震波）。類比現象已超出流體力學的範疇。例如，當介質中的物體運動速度大于該介質中光速時（此時其速度仍小于真空中光速），折射就會産生可見的震波現象，即切倫科夫輻射。