ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Свечение паров металла при разгрузке из "Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений " ВДОЛЬ ударной адиабаты и привязав константу интегрирования к табличному значению энтропии вещ,ества при нормальных условиях. [c.601] В предыдущ,ем параграфе было отмечено, что попытка увидеть высокотемпературное свечение фронта мощ,ной ударной волны, распространяющейся по твердому телу в момент выхода ее на свободную поверхность, обречена на неудачу. Рассмотрим подробнее, что должно при зтом наблюдаться, какое свечение зарегистрирует прибор, направленный на свободную поверхность, и как будет зависеть яркость поверхности от времени. Соответствующие опыты были поставлены С. Б. Кормером, М. В. Синицыным и А. И. Куряпиным, а теория явления была дана в работе авторов [43]. [c.601] Пусть мощная ударная волна с температурой во фронте порядка нескольких десятков тысяч градусов в момент = О выходит на плоскую свободную поверхность металла, граничащую с вакуумом (поверхность фронта волны предполагается строго параллельной свободной поверхности тела). Тело должно быть помещено в вакууме в противном случае разгружающееся вещество будет толкать впереди себя ударную волну в воздухе, причем температура воздуха будет очень высока и мы вместо интересующего нас свечения металла увидим свечение высоконагретого воздуха. Ударную волну будем считать столь мощной, что при разгрузке металл полностью испаряется и расширяется в газовой фазе. Профили температуры в начальный момент = О и в какой-то последующий момент времени изображены на рис. 11.60. К моменту I волна разрежения охватывает слой вещества толщины где С1 — скорость звука в сжатом веществе за фронтом ударной волны. [c.601] Поскольку само вещество движется в лабораторной системе координат со скоростью 1, координата головы волны разрежения в момент I есть X = и — С1) г (начальному положению свободной поверхности приписывается координата х = 0). Передний край расширяющихся паров металла летит вперед со скоростью иг, которая дается формулой (11.66). Поскольку вещество в волне разгрузки находится в газовой фазе, температура на границе с вакуумом равна нулю, так же как плотность и давление. [c.602] Посмотрим, как светится поверхность вещества в непрерывном спектре и какое излучение попадает в регистрирующий прибор, направленный на плоскую свободную поверхность. Пары металла представляют собой одноатомный газ, оптические свойства которого в непрерывном спектре были подробно изучены в гл. V. Коэффициент поглощения видимого света чрезвычайно резко зависит от температуры, быстро возрастая с повышением температуры, причем холодные пары совершенно прозрачны в непрерывном спектре. Свечение слоя с распределением температуры, подобным изображенному на рис. 11.60, уже было рассмотрено в гл. IX. Явление совершенно аналогично свечению воздуха в прогревном слое, образующемся перед скачком уплотнения в сильной (сверхкритической) ударной волне. При низких температурах у границы с вакуумом пары прозрачны и излучают очень слабо. Наоборот, в более глубоких слоях, где температура высока, пары совершенно непрозрачны для видимого света и не выпускают рожденные в этих слоях кванты. На бесконечность с поверхности вещества уходят кванты, рожденные в некотором промежуточном, излучающем слое, отстоящем от/границы с вакуумом на оптическом расстоянии tv порядка единицы (излучающий слой заштрихован на рис. 11.60). [c.602] Зная распределения температуры и плотности по координате и коэффициент XV поглощения света данной частоты V как функцию температуры и плотности, можно вычислить эффективную температуру излучения этой частоты по общей формуле (2.52). [c.602] Излучающий слой заштрихован. П — прибор, регистрирующий свет. [c.602] Это и есть уравнение для определения эффективной температуры. Для вычисления производной от распределения температуры воспользуемся общим решением для волны разрежения (11.63), (11.64). [c.603] Здесь мы воспользовались соотношением с ]ЛГ, а также адиабатической связью Т QV—1. [c.603] Отсюда видно, что с течением времени интеграл, а следовательно, и эффективная температура излучения убывают. [c.603] Физическая причина этого состоит в том, что с течением времени, когда волна разгрузки охватывает все ббльшую и ббльшую массу вещества, геометрическая и оптическая толщины слоя между границей с вакуумом и точкой с данной температурой непрерывно возрастают. Позтому излучающий слой, отстоящий от границы на заданном оптическом расстоянии порядка единицы, сдвигается в область все более и более низких температур (рис. 11.61). [c.603] Вернуться к основной статье