Конус Маха
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:
sin α = c t v t = c v = 1 M {displaystyle sin alpha ={frac {ct}{vt}}={frac {c}{v}}={frac {1}{M}}} где: α {displaystyle alpha } : угол Маха ( φ на картинке ) c {displaystyle c} : скорость звука v {displaystyle v} : скорость потока M {displaystyle M} : число МахаКонусы Маха в виде головных ударных волн конической формы наблюдаются и в межзвездной среде при движении через нее со сверхзвуковой скоростью пульсаров - остатков сверхновых, обладающих магнитосферой, в некоторых случаях неравномерность плотности среды и, соответственно, скорости звука в ней вызывают отклонение головных ударных волн от идеальной конической формы.
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.