在一些警匪片里,我们经常可以看到主角为了躲避追捕跳入水中,然后大量的追捕者向水中开枪。
其实是因为水的阻力太大,子弹入水后会很快减速,然后变得几乎无害。
但是,有一个有趣的事实,另一种武器mdashmdash或者手榴弹或者其他炸弹,如果在水下爆炸,破坏力会比水上大很多倍。
炸弹的威力主要来自于什么。
除了核弹,其他炸弹都是以惊人的速度燃烧或分解化学元素产生破坏力,强烈的化学反应会在短时间内产生大量的热量和气体。
但是,这些热量和气体被压缩在一个非常小的空间内,当气体本身由于增大而膨胀时,热量也加剧了气体膨胀,最终导致爆炸。
这种爆破会带来三种主要杀伤力:破片杀伤,光热辐射和冲击波。
手榴弹的外壳往往被设计成由许多方块组成的蛋形结构,实际上这些小方块在爆炸时会造成伤害,这就是所谓的破片杀伤。
因为手雷的投掷距离短,为了不伤到自己,它的爆炸威力不会很强,所以需要增加这个破片的杀伤力。
关于光热辐射,其实任何炸弹都会产生这种杀伤力,因为气体本身被压缩也会产生热量,但是有一种炸弹做到了这种极致mdashmdash那是白磷弹。
白磷弹的爆炸威力也不是很强,但是会通过释放可燃物,在空中燃烧来制造杀伤力据说白磷弹给很多士兵留下了终生的阴影
其实炸弹的真正威力并不是来自这两种方式,而是冲击波如果一个炸弹要炸掉一栋建筑,它需要的是强大的冲击波,而不是更多的碎片和光与热
可以说,普通炸弹的威力取决于它能产生多大的冲击波,而冲击波是由炸弹内部压力,温度和密度的剧烈变化引起的,这取决于外壳材料和内部爆炸材料的当量。
与普通波一样,冲击波携带能量,在介质中传播,因此可以摧毁物体或推动碎片前进。
但是它的速度超过了音速,所以实际上爆炸的声音就是冲击波造成的音爆。
对于生物来说,当暴露在空气中传播的冲击波下时,其实身体会反射大部分的力,因为身体的密度比快速运动的气体分子要高得多。
但是我们身体的某些器官含有气体,也就是说这些气体会像空气一样被冲击波压缩膨胀,结果在器官内发生内爆所以,那些含有气体的器官,比如肺,肠,耳朵,遇到冲击波往往会爆裂
这个过程和电影里狮吼言情的情况差不多。
为什么水下爆炸威力更大。
说了这么多,这跟水下爆炸威力更大有什么关系。
关系是冲击波在传播介质的压缩和膨胀过程中会逐渐失去能量,而水一般被认为是不可压缩的,也就是说冲击波在水中传播基本不会失去能量。
此外,水的密度远高于空气,在同样的爆炸范围内,水要重得多,这意味着冲击波很难像空气一样推动水,因此能量很少损失。
这两种特性的结合,使得水成为爆炸冲击波极好的传播介质,能量很少在其中损失。
其实准确的说,并不是水中的爆炸威力更大,而是它的能量可以传播的更广更远。
同样的手雷无论在哪里爆炸,其释放的能量基本相同,但在空中时,由于冲击波能量的快速损失,其杀伤力的范围更小。
这里说一下核弹爆炸事实上,核弹在水中爆炸不仅会产生更多的威力,还会制造更多的核污染,因为它不仅是自身核反应的产物,还有中子照射对水的影响
虽然水这两种元素都会吸收中子,分别变成氘和氧—17,但幸运的是,这两种都是稳定同位素。
但如果是海水,氯化钠的两种元素也会吸收中子,从而形成钠—24和氯—36,两者都是放射性同位素,其中钠—24的半衰期只有15小时,氯—36的半衰期是30万年。
如果核弹在海水中引爆,除了冲击波之外,海水中的钠由于半衰期短,会成为最危险的污染物。
最后
虽然水下爆炸会更厉害,有点反直觉,但估计很多人都经历过,只是可能没注意到。
有一个比较典型的例子,就是小时候玩鞭炮,如果直接把鞭炮扔进玻璃瓶里,一般很难把玻璃瓶炸飞,但是加水就很容易把玻璃瓶震碎。