爆炸冲击波(爆炸冲击波对人的伤害)

随着贝鲁特港口的一声巨响，许多人知道了原来化肥也能发生如此剧烈的爆炸。由于事发在白天，并且在大爆炸之前那座堆放了数千吨硝酸铵的仓库已经起火并发生了低烈度的爆轰，因此有许多人无意中拍下了紧随而来的大爆炸画面。

贝鲁特港口爆炸画面

从新闻画面我们可以清晰地看到随着橙红色火光腾空而起，紧接着一团白色雾状物极速扩张，摧毁了周围的一切、掀翻汽车、击碎墙壁门窗、造成数以千计的人员伤亡。

冲击波是如何产生的？当爆炸发生时，我们到底是先听到声音还是先感受到冲击波？我们今天就来讨论这些问题。

向平静的水面扔一块石头，它会激起层层涟漪，水波以石块溅落点为圆心，一圈一圈地向四周扩散开来，越到远处越平缓，直到消失无踪。

水面的涟漪

水波是我们最常见波的形式，它是一种由水分子受到力的影响而进行横向与纵向运动结合的表面波。

水波是纵波与横波的结合波

与水波不同，声波是一种立体压缩波，它是由振动源所产生的机械振动，推动空气中的分子使其纵向运动，同时通过分子间的碰撞向外传递的一种机械波。当这种机械波传到我们的耳朵里，引发鼓膜和听骨的振动，我们就听到了声音。

声波是纵向压缩波

由于受到水表面张力的影响，水波传递的速度不快。相比之下，声波的速度就快得多，通常在20℃时，海平面的速度大约在340米/秒，这是由空气密度决定的。

爆炸冲击波是由爆炸引发的爆震波。

爆炸物质在剧烈燃烧时会产生强大的热能，炙热的爆炸气体体积急剧膨胀，从而压缩周围的空气并推动空气向四周扩散开来。

军迷们对原子弹爆轰的画面并不陌生，在蘑菇云腾起的瞬间，一团薄雾状的东西向四周扩散，紧接着又消失的无影无踪，这就是核爆炸冲击波。

核爆瞬间的冲击波以及音爆云

冲击波总是一团薄雾吗？并不是。事实上在干燥的空气里，冲击波是透明的。它是由极高压力的空气分子构成的压缩波，由于与波前方空气存在明显的密度差，因此可以通过波界面空气的折射现象观察到扩散的冲击波。

冲击波改变空气密度形成光线折射现象

我们所看到的薄雾其实是强大的压力波在空气中传递时，会在波的后方造成局部气压与温度下降，此时空气中的水汽会凝结起来形成云，而当压力恢复正常之后，云会迅速消散。战斗机在高速飞行（不一定达到超音速）的过程中，其后部也会出现类似的气锥。

贝鲁特港口大爆炸瞬间腾起的那团白色云雾，就是由爆炸冲击波引起、紧跟在其后方的冷凝云。

贝鲁特大爆炸冲击波后方的音爆云

冲击波没有固定的速度，不同物质的爆轰速度决定了冲击波的初始速度，随着距离的增加，冲击波的速度会迅速衰减。

以贝鲁特港口爆炸为例。新闻媒体广泛引用的一段视频是一个居住在附近的人从阳台拍摄的。我们从视频拍摄的画面中找到几个识别点:1、一个红色圆形屋顶；2、一栋安装了蓝色顶棚的房屋；3、街边一栋楼的拐角。穿过这几个点，拍摄者可以看到港区爆炸的仓库。

为了确定观察者的位置，我们先找到三个点

打开卫星地图，我们找到并标记出上述三个点，进而找到拍摄者居住的大楼。利用距离测量工具计算出拍摄位置与爆炸点的距离约1385米。

在视频中，从爆炸火光亮起的瞬间到听见呼啸的风声，时间只有一秒钟；而冲击波伴随着巨大爆炸声到达拍摄者的大楼引起剧烈震动也仅仅三秒。

通过参照点确定观察者与炸点的距离

由此，我们可以得出结论：在距离爆心1千米范围，贝鲁特大爆炸冲击波波前的速度超过1300米/秒，而爆炸声音的传播速度也达到461米/秒。

我们知道硝酸铵在一定条件下可以剧烈爆炸，尽管与绝大多数烈性炸药相比较弱，但其爆轰的速度也达到2700米/秒（TNT爆速为6900米/秒）。也就是说，在硝酸铵爆炸的瞬间，炸点周围的空气被以2700米/秒的速度向外推，从而形成超音速激波。又由于空气属于可压缩流体，随着传输距离的增加，爆炸能量逐渐削弱。因此冲击波走过1385米的距离花了1秒钟。

为什么声音的速度超过了1马赫？

这是因为爆炸激波的空气密度大传播速度快，因此声音叠加在其上的速度比正常大气压力下要快很多。但它不能比冲击波更快。

如果一颗炸弹在水下爆炸，情况会变得不同。与空气相比，水几乎不可压缩，因此爆炸波能得到更快的传递，而声音也几乎与激波同时到达。

深水炸弹爆炸波的速度要快得多