Σπάζοντας το φράγμα του ήχου

  Ας παρακολουθήσουμε τα παρακάτω βίντεο. Το ένα είναι απόσπασμα από μια ταινία φαντασίας και το άλλο είναι ένα  βίντεο όπου παρουσιάζεται η πτήση ενός αεροσκάφους. Ποιο είναι το κοινό στοιχείο των δύο;

 

 

 

  Όταν  ένα αεροπλάνο ταξιδεύει στον αέρα προκαλεί  κύματα πίεσης τα οποία μοιάζουν με τα απόνερα που δημιουργούνται στην πλώρη και στην πρύμνη των πλοίων όταν ταξιδεύουν στη θάλασσα (βλέπε εικόνα).

  Ας γίνουμε όμως πιο συγκεκριμένοι. Ήδη γνωρίζουμε ότι ο ήχος διαδίδεται με πυκνώματα και αραιώματα όπως φαίνεται παρακάτω:

Πηγή: Wikipedia

   Παρατηρήστε τις ακόλουθες εικόνες όπου το κόκκινο σημείο είναι ένα αεροπλάνο που κινείται (σε πολύ χαμηλό ύψος) και οι μπλέ κύκλοι τα ηχητικά κύματα που παράγει. Σε τι διαφέρουν οι δύο εικόνες;

        αεροπλάνο που κινείται με τα 7/10 της ταχύτητας του ήχου

       (Πηγή: Wikipedia)

 αεροπλάνο που κινείται με την ταχύτητα του ήχου

(Πηγή:Wikipedia)

  Στην πρώτη εικόνα το αεροπλάνο κινείται με ταχύτητα μικρότερη από εκείνη των ηχητικών κυμάτων, αυτό σημαίνει ότι αν ένας άνθρωπος βρίσκεται σε κάποιο σημείο μπροστά από την πορεία του αεροπλάνου θα ακούσει τον ήχο του αεροπλάνου πριν αυτό να περάσει ακριβώς από πάνω του. Στη δεύτερη εικόνα το αεροπλάνο κινείται με την ταχύτητα του ήχου. Ο άνθρωπος που βρίσκεται μπροστά από το αεροπλάνο θα μπορέσει να το ακούσει πριν να περάσει ακριβώς από πάνω του; 

  Για να ακούσει ο άνθρωπος τον ήχο, θα πρέπει να φτάσει στο αφτί του το ηχητικό κύμα. Αυτό όμως έχει την ίδια ταχύτητα με το αεροπλάνο, οπότε σε αυτήν την περίπτωση ο άνθρωπος θα ακούσει το αεροπλάνο   ακριβώς τη στιγμή που περνά από πάνω του.

 

  Τι θα ακούσει όμως ο φίλος μας όταν περάσει το αεροπλάνο με υπερηχητική ταχύτητα από πάνω του;

Ο ήχος που θα ακούσει, είναι αυτός που ακούσατε και εσείς στα 2 βίντεο που προηγήθηκαν. Το φαινόμενο είναι γνωστό ως sonic boom. Συνήθως είναι ένας διπλός έντονος ήχος εκ των οποίων ο πρώτος οφείλεται στην απότομη αύξηση της πίεσης στο ρύγχος του αεροπλάνου (ο αέρας εκεί είναι πολύ πυκνός) και ο δεύτερος στην απότομη μείωση της πίεσης στην ουρά του αεροσκάφους.(Ο αέρας εκεί είναι πολύ αραίος)