實驗沖擊波物理

　　沖擊波物理是研究凝聚態(tài)物質，尤其是固態(tài)物質，在瞬態(tài)外力作用下的狀態(tài)和性質變化規(guī)律的一門基礎科學。目的是建立能夠對物質受到高速碰撞和爆炸等外力作用時的動力學行為正確地進行預言、分析和評價的科學方法。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80年代初，國外就公布了金屬、巖石、塑料、、無機化合物、有機化合物、液體和氣體等許多物質的沖擊絕熱壓縮數(shù)據(jù)，建立了比較完備的、描述這些物質受到?jīng)_擊壓縮的響應特性的數(shù)據(jù)庫。隨著沖擊波物理研究領域的不斷拓展、實驗測量技術的不斷進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充之中。我國沖擊波物理的系統(tǒng)性研究始于20世紀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能產(chǎn)生高壓沖擊波的實驗技術和相應的測量技術，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。早期的實驗研究也集中在強沖擊壓縮下相關材料的沖擊絕熱參數(shù)測量上。作者有幸從20世紀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)展面臨嚴峻的挑戰(zhàn)，也為沖擊波物理學科的發(fā)展帶來了新機遇。特別是進入21世紀以后的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；具有應變率的斜波加載技術；對具有亞納秒至皮秒時間分辨力的瞬態(tài)動力學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。從而標志著我國沖擊波物理實驗研究進入了國際先進行列。作者深感有必要對10年前出版的《實驗沖擊波物理導引》進行全面修訂擴充，以便與有關領域的研究者分享作者和所在研究團隊近20年來在實驗沖擊波物理的基礎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》主要討論當前實驗沖擊波物理研究領域感興趣的一些重要問題。由于當時實驗研究重點關注內(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行剖析，從不同角度對本構關系這類經(jīng)典問題和應變率斜波加載這類新問題進行討論，引導讀者認識當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)律性的認識。

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