激光冲击波机理及其在皮肤给药中的应用综述(4)
（2）碰撞加强
冲击波相互碰撞也会增加其压力，这种效应在圆柱形的回收装置中特别显著。由圆筒周边向内传播的收敛形冲击波在样品的轴线附近发生碰撞，可以使这一部分样品中的冲击波压力有很大增加。
2.3.2冲击波的衰减
（1）固有衰减
设想有一个很长很长的直管，管道左边放置一个活塞，当活塞不动时，管中的气体是静止的，设其参数为p1,ρ1,T1；当推动活塞，使活塞以速度u向右移动，邻近活塞处的气体状态参数达到p2,ρ2,T2时。为了研究问题方便，将活塞由静止到速度u的整个过程分成若干个阶段，每个阶段，活塞增加一个微小的速度µ，活塞压缩气体产生一个弱压缩波，气体状态参数增加一个微量Δp,Δρ,ΔT。依此类推，愈往后面的压缩波，波后状态参数增高得愈高，压缩波的传播速度也愈快，后面压缩波可以追上前面的压缩波，并且叠加起来。
通过直管流动研究可以描述冲击波形成和衰减的过程, 其它爆炸所形成的冲击波也与之相似。炸药在空气中爆炸时, 释放出大量能量, 使爆炸产物具有极高的压力, 高压的爆炸产物迅速向四周膨胀, 这个迅速膨胀的爆炸产物如同一个巨大的活塞一样压缩着周围的空气, 在空气中形成了冲击波。当爆炸产物扩散后, 其压力不断降低, 缓慢了爆炸产物的膨胀速度, 使冲击波的压力不断衰减下来。
（2）条件衰减
在很多研究中，所用样品都是含有相当多空隙的非均匀介质。冲击波在这种介质中的行为要复杂得多。简单地来说，当冲击波在一个固体颗粒中传播到达与空气隙界面时，将有压力相当低的冲击波在空气中传播，对空气进行绝热压缩产生高温；同时固体颗粒的表面将发生高速运动，当它与另一个固体颗粒相碰撞时，又会在后一颗粒传到另一个颗粒而不发生严重衰减。因此，孔隙率愈高的样品中冲击波衰减的速度愈快，而冲击波产生的温度也愈高。当然，如果能将装有多孔性样品的容器内部抽成高真空，就可以消除这种升温观象。但这在实验技术上将带来一定困难。
2.4冲击波物理
我们知道，物质在高压下的压缩特性一般有(∂2p/∂2v)s>0的性质（式中p为压力，v为比容，s为比熵），因而一个脉冲加载过程在受压材料中产生的波，在其传播过程中最终将形成一个陡峭的波阵面，这个陡峭阵面（在t≥t3时刻）称为冲击波。它把被研究物质分成两个区域：波阵面之前的是未受冲击压缩作用的物质，波阵面之后的是受到冲击压缩作用的物质。冲击波物理研究的就是在后一区域内所发生的物理现象。在这个区域中，受压物质中的运动图像十分复杂，并且将引起相应的物理的、化学的和力学的性质变化[6]。
冲击波物理是凝聚态物理的一个分支学科, 主要研究凝聚态物质在冲击波脉冲加载下的冲击压缩特性,包括状态方程、高压相变和高温高压下的物性等。
冲击波物理与爆轰物理是一门典型的交叉学科,它涉及到物理学中的高压凝聚态物理和爆炸物理,力学中的爆炸力学和冲击动力学,以及极端条件下的材料科学和化学等,它是发展核武器物理设计技术、工程设计技术和武器效应研究的重点基础学科,是建立武器物理学和工程学的主要科学基础[7]。
3.激光冲击波机理
3.1激光冲击波的产生
激光冲击波产生的物理机制一般认为有两种：一是热冲击，它起源于靶体表面快速地吸收激光脉冲能量所造成的热膨胀和巨大的应力梯度；另一类是机械冲击，它起源于迅速蒸发与膨胀的高温等离子体蒸气对靶体的反冲压力。
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