Конус Маха

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Возникновение конуса Маха. При движении тела в среде на дозвуковых скоростях (v<vs) звуковые волны обгоняют движущееся тело, на околозвуковых (v~vs) перед движущимся телом возникает скачок плотности, на сверхзвуковых огибающая системы звуковых волн образует конус Маха (v — скорость потока, vs — скорость звука).

Конус Маха — коническая поверхность, ограничивающая в сверхзвуковом потоке газа область, в которой сосредоточены возмущения (звуковые волны), порожденные точечным источником возмущений — телом, обтекаемым потоком или, что эквивалентно, движущимся в среде со сверхзвуковой скоростью; конус Маха разграничивает возмущенную и невозмущенную области среды. Назван в честь Эрнста Маха, который ввел это понятие в физику.

Поверхность конуса Маха является огибающей системы звуковых волн, порожденных телом при движении в среде: в соответствии с принципом Гюйгенса поверхность конуса образована интерференцией звуковых волн при их суперпозиции и колебания на поверхности находятся в одной фазе — фазе сжатия, образуя ударную волну.

Угол между образующими конуса и его осью называется углом Маха, он связан с числом Маха следующим соотношением:

где:
: угол Маха ( φ на картинке )
: скорость звука
: скорость потока
: число Маха

В электродинамике конусу Маха соответствует «конус Черенкова» — коническая огибающая излучения Черенкова, возникающего при движении в среде элементарной частицы со скоростью, превышающей скорость распространения света в среде.

См. также[править | править вики-текст]