實驗沖擊波物理

　　沖擊波物理是研究凝聚態(tài)物質(zhì)，尤其是固態(tài)物質(zhì)，在瞬態(tài)外力作用下的狀態(tài)和性質(zhì)變化規(guī)律的一門基礎(chǔ)科學(xué)。目的是建立能夠?qū)ξ镔|(zhì)受到高速碰撞和爆炸等外力作用時的動力學(xué)行為正確地進(jìn)行預(yù)言、分析和評價的科學(xué)方法。眾所周知，在第二次世界大戰(zhàn)后，由于器研究的迫切需求，沖擊波物理學(xué)科在蘇聯(lián)和美國等西方國家中得到了迅猛發(fā)展。到20世紀(jì)80年代初，國外就公布了金屬、巖石、塑料、、無機(jī)化合物、有機(jī)化合物、液體和氣體等許多物質(zhì)的沖擊絕熱壓縮數(shù)據(jù)，建立了比較完備的、描述這些物質(zhì)受到?jīng)_擊壓縮的響應(yīng)特性的數(shù)據(jù)庫。隨著沖擊波物理研究領(lǐng)域的不斷拓展、實驗測量技術(shù)的不斷進(jìn)步和計算模擬能力的迅速提高，這些數(shù)據(jù)庫一直在不斷修訂和擴(kuò)充之中。我國沖擊波物理的系統(tǒng)性研究始于20世紀(jì)50年代后期。因戰(zhàn)略武器發(fā)展的需求，中國工程物理研究院的老一代科學(xué)家在非常困難的條件下開始了這項極具挑戰(zhàn)性的工作。與其他核大國一樣，首先發(fā)展和建立的動高壓實驗手段是用爆轟釋放的化學(xué)能產(chǎn)生高壓沖擊波的實驗技術(shù)和相應(yīng)的測量技術(shù)，后來又發(fā)展了以二級輕氣炮為代表的氣炮加載實驗技術(shù)。早期的實驗研究也集中在強(qiáng)沖擊壓縮下相關(guān)材料的沖擊絕熱參數(shù)測量上。作者有幸從20世紀(jì)70年代初參加到實驗沖擊波物理研究工作中。到90年代初，外沖擊波物理研究已經(jīng)發(fā)展到了較高水平。90年代中期《禁止核試驗條約》的簽訂使戰(zhàn)略武器的可持續(xù)發(fā)展面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也為沖擊波物理學(xué)科的發(fā)展帶來了新機(jī)遇。特別是進(jìn)入21世紀(jì)以后的10多年以來，我國在發(fā)展條件下的動高壓物理的實驗研究能力方面取得了長足進(jìn)步，包括：在實驗室條件下產(chǎn)生太帕（107bar）超高壓平面沖擊波壓縮的三級炮技術(shù)；具有應(yīng)變率的斜波加載技術(shù)；對具有亞納秒至皮秒時間分辨力的瞬態(tài)動力學(xué)過程的精密實時診斷的能力；對實驗測量數(shù)據(jù)的物理解讀能力。從而標(biāo)志著我國沖擊波物理實驗研究進(jìn)入了國際先進(jìn)行列。作者深感有必要對10年前出版的《實驗沖擊波物理導(dǎo)引》進(jìn)行全面修訂擴(kuò)充，以便與有關(guān)領(lǐng)域的研究者分享作者和所在研究團(tuán)隊近20年來在實驗沖擊波物理的基礎(chǔ)研究方面取得的成果。多年來，已經(jīng)有不少論述沖擊波物理基本問題的經(jīng)典著作問世?！秾嶒灈_擊波物理》主要討論當(dāng)前實驗沖擊波物理研究領(lǐng)域感興趣的一些重要問題。由于當(dāng)時實驗研究重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容的不同和研究能力的限制，這些問題在以往的著作中較少或基本沒有涉及?！秾嶒灈_擊波物理》注重于對實驗研究中引用的基本概念和描述的物理圖像進(jìn)行剖析，從不同角度對本構(gòu)關(guān)系這類經(jīng)典問題和應(yīng)變率斜波加載這類新問題進(jìn)行討論，引導(dǎo)讀者認(rèn)識當(dāng)今沖擊波物理實驗的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向；注重于建立具有實用價值的實驗裝置的設(shè)計方法，以及對實驗數(shù)據(jù)的物理解讀，以便能夠從實驗測量數(shù)據(jù)中獲得規(guī)律性的認(rèn)識。

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