在較短時間和較小空間內,能量從一種形式向另一種或幾種形式轉化並伴有強烈機械效應的過程。普通炸藥爆炸是化學能向機械能的轉化;核爆炸是原子核反應的能量向機械能的轉化;高速碰撞是一種形式的機械能(動能)向另一種形式的機械能(如變形勢能)和熱能的轉化;電爆炸是電能向機械能的轉化。由於這種能量轉化過程發生在較小的空間和很短的時間內,所以功率和功率密度都很大。通常以黃色炸藥TNT的當量來衡量爆炸的威力,每千克 TNT的能量取為1000千卡(1千卡=4186.8焦耳)。。在裝藥密度為1.65克/厘米3和球形藥包中心起爆的條件下,全部起爆的時間約為7.4微秒,達到的爆壓為1.7×1010帕,功率為5.65×108千瓦,功率密度為9.32×105千瓦/厘米3。與常規發電站或核發電站相比,爆炸的功率和功率密度是非常大的。當前最大的汽輪發電機組每臺功率不超過106千瓦,而體積卻比1千克炸藥大很多。核爆炸的功率和功率密度比炸藥又要高出幾個數量級。這樣高的功率和功率密度必然表現為突然出現的高壓,在周圍的介質(空氣、水或各種固體)中產生很強的沖擊波(即激波),使介質產生大的變形,甚至發生嚴重的破壞。

  爆炸現象廣泛地存在於自然界。中國在公元1054年觀察到的天空中的閃光現象是人類第一次有記錄的星體爆炸,它是一起超新星爆發事件,爆發過程中所拋射的氣體就是現在所看到的蟹狀星雲。雷電是大氣中常見的爆炸現象。流星體以每秒幾十公裡的速度撞擊星球的表面以及火山爆發等都是自然界的爆炸現象。人類發現並制造出可爆炸的物質,在戰爭與和平建設中加以利用,是從中國人制造黑火藥開始的,時間不遲於8世紀末。這種火藥是一種含有硫、硝和木炭的原始火藥。到13世紀發展成隻含硝、硫、炭三種成分的近代黑火藥,它是近代火藥和推進劑的前驅。A.B.諾貝爾在19世紀60年代發明的猛炸藥和雷管則是近代炸藥的前驅。1945年美國新墨西哥州的原子彈爆炸開辟瞭爆炸的一個新紀元。

  黑火藥和猛炸藥的爆炸都來自化學反應。這種化學反應以兩種方式進行,一種稱為爆燃,其反應傳播速度遠小於聲速,且受周圍條件的影響,反應面上的密度比反應前小,質點速度方向與傳播速度方向相反。黑火藥的爆炸一般以這種方式進行。另一種稱為爆轟,其反應傳播速度大於聲速,速度固定,不受外部條件的影響,反應面上的密度比反應前大,質點速度方向與傳播速度方向相同。猛炸藥的爆炸通常以這種方式進行。

  按初始能量的形式,爆炸類型如下表所示:

  爆炸所產生的高溫、高壓、高速、強磁場等為科學實驗提供非尋常的條件。研究爆炸有利於發現新現象,促進新技術。研究與爆炸有關的力學現象的學科稱為爆炸力學。

  

參考書目

 M.A.Cook,The Science of High Explosives,Reinhold Pub.Co.,New York,1958.

 I.I.Glass,Shock Wave and Man,Toronto InstituteforAerospace Studies,Toronto,1974.