Mengapa Bom Nuklear Buat Awan Cendawan

2024 Pengarang: Sherilyn Boyd | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-16 10:19

Semuanya bermula dengan letupan yang mewujudkan Cloud Pyrocumulus. Bola pembakaran gas panas ini dipercepat ke luar ke semua arah. Oleh kerana bola terbakar gas dipercepatkan lebih panas, dan oleh itu kurang padat, daripada udara sekeliling, ia akan mula meningkat - dalam hal letupan nuklear, sangat cepat. Ini akhirnya membentuk cap cendawan.

Apabila bola naik, ia akan meninggalkan udara yang dipanaskan, mewujudkan kesan seperti cerobong yang menarik di mana-mana asap dan gas di pinggir luar cerobong asap - tindakan konvensional! Secara visual, ini membentuk stipe (tangkai) cendawan.

Persepsi bahawa topi cendawan berkedut dan sekitar stipe adalah hasil dari perbezaan suhu di tengah topi dan di luarnya. Pusat ini lebih panas dan dengan itu akan meningkat lebih cepat, meninggalkan tepi luar yang lebih perlahan untuk ditangkap dalam atribut yang hebat.

Sekali awan itu mencapai titik tertentu di atmosfer kita, di mana ketumpatan awan gas adalah sama dengan ketumpatan udara sekeliling, ia akan merebak, mewujudkan topi yang bagus.

Ini membawa saya kepada jawapan yang lebih ringkas dan lebih geeky.

Keseluruhan proses ini adalah sesuatu yang menggambarkan ketidakstabilan Rayleigh-Taylor. Ketidakstabilan ini diketahui dalam fizik dan, secara umum, menggambarkan penggabungan antara dua bahan yang berlainan (terutamanya cecair dan gas) yang mempunyai kepadatan yang berbeza dan tertakluk kepada percepatan. Dalam kes bom atom, pecutan, dan gas-gas panas yang menghasilkan ketumpatan material yang berbeza, disebabkan oleh letupan.

Dari ini, anda mungkin telah meneka anda tidak semestinya memerlukan bom atom untuk membuat awan cendawan. Apa yang anda perlukan adalah tenaga yang cukup dihantar dengan cepat (dalam hal ini letupan) yang menghasilkan saku yang berlainan kepadatan bahan (dalam hal ini, gas yang dipanaskan).

Terdapat banyak contoh lain di dunia kita yang mencipta, dan dijelaskan oleh, fenomena yang sama yang memberikan kita pembentukan ini. Sebagai contoh, medan magnet planet, jet-aliran angin yang membantu mengawal iklim planet kita, bunyi snap udang, bahkan pemahaman kita tentang beberapa bentuk gabungan yang berbeza boleh dikaitkan dengan ketidakstabilan Rayleigh-Taylor.

Kini, anda mungkin juga menyedari bahawa letupan nuklear, selain menghasilkan pembentukan kulat yang menakutkan, juga kadang-kadang menghasilkan cincin awan di sekitar topi cendawan. Apa yang berlaku di sini ialah kawasan tekanan rendah dibuat melalui fasa negatif gelombang kejutan (fasa yang mengikuti gelombang gas termampat di bahagian utama gelombang kejutan). Ini mengakibatkan kejatuhan suhu, yang bersama-sama dengan tekanan rendah berpotensi dapat menurunkan titik embun dengan cukup untuk membentuk awan sementara. Halo awan di sekitar letupan ini dikenali sebagai "Wilson Cloud", yang dinamakan sempena ahli fizik Scotland Charles Wilson yang mencipta Wilson Cloud Chamber di mana pelbagai perkara yang serupa dapat diperhatikan.

Fakta Bonus:

Apa yang sering dirujuk sebagai ketidakstabilan Rayleigh-Taylor mula-mula dibawa oleh Lord Rayleigh pada tahun 1880. Dia cuba untuk menggambarkan gerakan cecair apabila salah satu graviti spesifik yang lebih tinggi disokong oleh yang lebih ringan. Khususnya, cuba untuk lebih memahami bagaimana awan cirrus terbentuk. Pada tahun 1950, Sir Geoffrey Ingram Taylor mendapati bahawa "ketidakstabilan interfacial" Rayleigh berlaku untuk pecutan bahan berbeza yang lain juga. Fenomena ini, dan semua persamaan yang menggambarkannya, dikenali sebagai Rayleigh-Taylors.