fenómeno

onda de choque

Una perturbación súbita y violenta en un medio, que aquí calienta el gas hasta emitir luz.
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Descripción

Una onda de choque es una perturbación súbita y violenta que se propaga a través de un medio —aire, agua, plasma o incluso material sólido— más rápido que la velocidad del sonido en ese medio. A diferencia de una onda sonora ordinaria, que comprime y expande el medio suavemente, una onda de choque es un salto brusco, casi discontinuo, en presión, temperatura y densidad. Cuando atraviesa un gas, puede calentarlo tan intensamente que emite luz, por lo que los bólidos de meteoros, los restos de supernovas y las naves espaciales al reingresar brillan con tanta intensidad.

Historia

El concepto se desarrolló a mediados del siglo XIX, con contribuciones significativas de Ernst Mach en la década de 1870, quien estudió proyectiles supersónicos y fotografió ondas de choque mediante imágenes de schlieren.

Cómo funciona

Una onda de choque se forma cuando algo empuja un medio más rápido de lo que este puede propagar la perturbación como una onda sonora normal. El borde delantero de la perturbación supera a las ondas sonoras que tiene delante, acumulándose en un frente empinado. A través de este frente, las propiedades del medio cambian abruptamente: la presión, la temperatura y la densidad saltan hacia arriba, mientras que la velocidad del flujo disminuye. La energía del movimiento se convierte en calor, y en los gases este calor puede ser lo suficientemente alto como para ionizar átomos y producir luz visible.

En la práctica

Las ondas de choque se utilizan en medicina para la litotricia (fragmentación de cálculos renales), en la industria para el conformado explosivo de metales y en astrofísica para explicar el calentamiento de las coronas estelares y la aceleración de los rayos cósmicos.

Dato curioso

El chasquido de un látigo es una pequeña onda de choque creada por la punta que se mueve más rápido que la velocidad del sonido.

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