waarom kan je een schokgolf zien in vertraging?

[ThomasvanLoon]

Wanneer je een ontploffende bom ziet op tv in vertraagde modus, dan zie je duidelijk een snel bewegende lijn die zich verwijdert van het epicentrum. Hoe kan je een schokgolf uberhaupt zien als lucht doorzichtig is?

[Benm]

Doordat de brekingsindex van lucht niet helemaal gelijk is aan de van vacuum, en toeneemt met de druk. Daardoor zie je een soort 'rimpel' tussen de lucht in de schokgolf en de lucht op atmosferische druk daaromheen.

Het is vergelijkbaar met de verstoringen in zicht die je bijvoorbeeld kunt zien boven heet asfalt op een zonnige dag, maar dan als een golf die uitgaat van het midddelpunt van een explosie. Bij een detonatie is de snelheid van het golffront sneller dan de geluidssnelheid, waardoor je het met het blote oog niet zo snel zult waarnemen.

[ThomasvanLoon]

Doordat de brekingsindex van lucht niet helemaal gelijk is aan de van vacuum, en toeneemt met de druk. Daardoor zie je een soort 'rimpel' tussen de lucht in de schokgolf en de lucht op atmosferische druk daaromheen.

Het is vergelijkbaar met de verstoringen in zicht die je bijvoorbeeld kunt zien boven heet asfalt op een zonnige dag, maar dan als een golf die uitgaat van het midddelpunt van een explosie. Bij een detonatie is de snelheid van het golffront sneller dan de geluidssnelheid, waardoor je het met het blote oog niet zo snel zult waarnemen.

heeft die brekingsindex van vacuum naar lucht ook enige invloed op zonlicht dat op aarde valt?

[Benm]

Dat zou je wel verwachten.

Als je bijv een ster hebt die niet direct boven je aan de hemel staat, dan vermoed ik dat de ster op een net iets andere plaats staat dan waar je hem ziet. Vergelijkbaar met als je schuin in water kijkt naar een vis, die vis ook niet zwemt waar je hem ziet.

Nu is de brekingsindex van water 1.33, en die van lucht bij stp slechts 1.0003, dus ik verwacht eigenlijk niet dat het een merkbaar effect heeft. Meetbaar zal het echter wel zijn.

[wannes]

heeft die brekingsindex van vacuum naar lucht ook enige invloed op zonlicht dat op aarde valt?

De overgang tussen het "vacuüm" van de ruimte en de atmosfeer is eigenlijk een heel geleidelijke overgang, daardoor is er eigenlijk bijna geen effect. Maar doordat de dichtheid in de atmosfeer constant toeneemt hoe lager dat je gaat is er wel een afbuiging meetbaar. Dit effect is zo groot dat als je de zon net boven de horizon ziet en de atmosfeer zou ineens wegvallen dat de zon zich dan helemaal onder de horizon zou bevinden.

zie ook http://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_refraction

[Benm]

Grappig... ik had al zo'n vermoeden dat het wat ovaal worden van de zon bij zonsondergang er iets mee te maken moest hebben, maar dat artikel verklaart het volledig.

Overigens vraag ik me af of de geleidelijkheid van de overgang van zoveel invloed is - in glasvezels wordt een gradient gebruikt in brekingsindex (van het midden naar de rand) en dat levert totale interne reflectie op. Het benodigde verschil in brekingsindex is voor zover ik weet niet anders bij een gradient dan bij een harde overgang.

[Ericw]

Hier is mooie serie van drie foto's van de maan vanuit het ISS. Omdat de maan deels achter de atmosfeer van de aarde hangt, wordt de onderkant samengeperst door de breking van het maanlicht.

[Benm]

Wow.. das echt een enorme deformatie!

Mocht ik nog eens in een vliegtuig zitten en ergens de maan kunnen zien opkomen ga ik het zeker eens bekijken - vast niet zo spectaculair als vanaf ISS, maar anderzijds zit op 10 km hoogte het meerdendeel van de atmosfeer (qua massa) onder je, dus zou het nog best heel aardig kunnen zijn.