光是否也有类似的音爆？

Lv.5中微子

牛顿

音爆是一种从飞机或其他物体上传播的冲击波，这种冲击波比声音穿过空气(或其他介质)的速度要快。在亚音速飞行中，空气沿机翼平滑地偏转。在超音速飞行中，这是不可能发生的，因为机翼推动空气前进的效果不能比声音的速度快。如果发生的话，会产生突然的压力变化或冲击波以声速从飞机上以锥状传播出去。

图解：当飞机突破音障的时候，有时会爆炸出不寻常的云雾，这是由于冲击波造成空气被压缩，使的压力增加，导致水蒸气凝结成水滴、形成云雾。

物体的速度不能超过真空中的光速c。但是对于光来说，没有以太作为一种被推开的介质。就像被飞机推开的空气一样。其结果是光在真空中运动时不存在音爆。

但是光不一定总是在真空中移动。折射率为n的介质中光的相位速度为v/light=c/n。例如，水的折射率约为1.3,所以光在水中的速度比在真空中的速度要小得多。此外，粒子在介质(如水)中以光速还快的速度运动是有可能的，尽管速度不会比真空中的光速快。

当带电粒子以高于光速的速度通过介质时，该介质就会产生微弱的辐射。例如，在水中，带电粒子激发水分子，然后水分子通过发射蓝色光子恢复到正常状态。在水中的移动速度比光速快，所以它可以触发一串光子，这些光分子彼此处于相位，可以建设性地相互干扰，形成可见的蓝色光。光在发生相互作用区域的以锥状传播。锥羊角θ的表达式可以很容易地推出粒子的速度v，通过检查，波前发出的跟踪粒子增强干涉:

cos θ = vlight/ v

这类似于音爆传播的公式。

这种效应被称为切伦科夫辐射，是帕维尔·切伦科夫在1934年观察到的一种微弱的蓝光，被要求研究液体中的放射性效应。伊利亚·弗朗茨和伊戈尔·塔姆对光线的解释是。当切伦科夫辐射在一个表面上形成圆圈时，可以探测到它，它可以用来探测粒子的速度和方向。因此，它是研究粒子碰撞和宇宙射线产物的一种非常有用的方法。

核反应堆周围水中的蓝光是切伦科夫辐射。水是用来阻止中子但是中子是不带电的，所以它们本身不会直接引起辐射。切伦科夫辐射实际上来自裂变产物释放的粒子(快速电子)。由于切伦科夫辐射在波长间隔dl(波长l)和路径长度(路径长度l)以量子数的形式发射出来，所以大多数介质中的蓝光主要来自光的长波

dl 2πα L sin2θ/ l 2,

其中 α是精细结构常数，等于1/137。注意，折射率，因此角度θ变化与波长l证明当棱镜产生白光的光谱。这抑制了紫外线的小波长和更长的波长。

虽然切伦科夫辐射确实相当于光的音爆，但它与真正的音爆(声音)有一些本质区别。对于声音，冲击波是声音传播的非线性效应，而对于光，波的传播总是线性的。声波和光波长生的方式也不同。

关于折射率的附注。

严格的说，介质的折射率不必大于1。实际上，对于x射线，它几乎总是小于1，这意味着x射线在介质中的相速度大于c(因为折射率是真空中的相速度(c)与介质中的相速度之比)。x射线光子的速度是它们的群速度，群速度将小于c，为简单起见，我们在本文中忽略了速度的区别。请参阅相对论常见问题的文章比光更快(相速度)的解释。