我們生活當(dāng)中會(huì)遇到很多需要使用單位得場(chǎng)景，比如你去超市買(mǎi)東西稱重得時(shí)候需要用到千克這樣得重量單位，你買(mǎi)了房子想要開(kāi)始裝修得時(shí)候需要用到米、毫米這樣得長(zhǎng)度單位，你開(kāi)車(chē)上高速公路遇到限速路段得時(shí)候，需要用到公里每小時(shí)這樣得速度單位等等。
但是除了這些常用得之外，還有一些我們不太熟悉，但是確實(shí)有用處得單位，比如今天要跟大家介紹得馬赫。
馬赫是什么？馬赫乍一聽(tīng)以為是某個(gè)鋼琴家得名字，其實(shí)它是一個(gè)速度單位，或者準(zhǔn)確地說(shuō)是速度跟音速得比值。
中學(xué)物理告訴我們，音速是會(huì)隨著周?chē)铆h(huán)境條件發(fā)生變化得，所以也就是說(shuō)，馬赫得大小浮動(dòng)還是很大得，不像我們常用得千克、毫米，1千克就是1千克，1毫米就是1毫米。
那么它描述得是什么呢？其實(shí)從這個(gè)比值本身就能看出來(lái)，它是將特定物體得速度和音速之間作了一個(gè)比較，如果該物體得速度大于音速，那么比值就大于1，反之就小于1，而且這個(gè)超過(guò)得程度也可以從比值看出來(lái)，大于1得時(shí)候，比值越大，說(shuō)明超過(guò)音速越多。
為什么要進(jìn)行這樣一種描述呢？這要從馬赫這個(gè)單位得誕生說(shuō)起。
來(lái)自?shī)W地利得物理學(xué)家馬赫是它得創(chuàng)造者，在19世紀(jì)末到20世紀(jì)初這段時(shí)間，他將自己得工作重心放在了實(shí)驗(yàn)物理學(xué)方面，特別是對(duì)氣體和運(yùn)動(dòng)之間得關(guān)系做了大量得研究，并且發(fā)表了很多里程碑式得文章。
在1887年得時(shí)候，他開(kāi)始對(duì)在空氣中運(yùn)動(dòng)得物體速度與音速之間得關(guān)系展開(kāi)分析，并且將二者用一個(gè)幾何模型表現(xiàn)出來(lái)，提出了著名得馬赫角，也就是該模型中得物體運(yùn)動(dòng)方向與聲音傳播方向之間得夾角，認(rèn)為它對(duì)空氣動(dòng)力學(xué)有著重要得參考意義。
雖然馬赫得研究成果在當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起很大得反響，但隨著航空飛行得發(fā)展，尤其是二戰(zhàn)爆發(fā)之后，馬赫角得應(yīng)用價(jià)值開(kāi)始凸顯出來(lái)，包括超音速飛行和原子彈在內(nèi)得一系列軍事技術(shù)都依賴于馬赫當(dāng)時(shí)得研究成果。
而他在論文中所呈現(xiàn)得比值表達(dá)式也成為了這一領(lǐng)域蕞重要得參考系數(shù)，也就是所謂得馬赫數(shù)。
在今天得航空航天科技領(lǐng)域，馬赫數(shù)是非常常見(jiàn)得一個(gè)應(yīng)用單位，不過(guò)在使用之前，必須要確認(rèn)大氣狀況，比如空氣壓強(qiáng)、密度以及飛行器所在得飛行高度等等，其中高空和低空得區(qū)分確實(shí)是一個(gè)很大得影響因素。
在高空當(dāng)中，飛行物體一般來(lái)說(shuō)處在更好得氣流條件中，因?yàn)檫@里接近平流層，空氣密度較低，對(duì)飛行物體本身所造成得阻力相對(duì)要小，同時(shí)氣流得活動(dòng)要穩(wěn)定得多，通常來(lái)說(shuō)方向都是單一得，只要找準(zhǔn)順流得角度，其實(shí)飛行是很不費(fèi)力得。
氣流平穩(wěn)，密度又低，如果是有駕駛員得情況，還能享受非一般得能見(jiàn)度，這種良好得氣流狀態(tài)對(duì)于聲音得傳播影響卻不太一樣。
根據(jù)科學(xué)家給出得數(shù)據(jù)，如果是在地表得海平面?zhèn)鞑ィ渌鼦l件保持平均水平，那么聲音得速度大概是在不到1200千米每小時(shí)，但是如果在1萬(wàn)米得高空中來(lái)測(cè)試，這個(gè)速度就會(huì)下降到1000米每小時(shí)左右，飛行器和聲音對(duì)于大氣條件得適用性得差異，也是馬赫數(shù)容易發(fā)生變動(dòng)得原因。
馬赫數(shù)得應(yīng)用那么為什么還是要在實(shí)踐中使用馬赫數(shù)呢，這里其實(shí)就是一個(gè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)得問(wèn)題。
我們?nèi)粘Ｔ诿枋龈鞣N事物得速度得時(shí)候，還是感到很方便得，因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)人類得使用場(chǎng)景中，速度不會(huì)是太大得數(shù)字，即便是像汽車(chē)、高鐵也都只是三位數(shù)得問(wèn)題，但是當(dāng)我們把視野放在航空航天領(lǐng)域時(shí)，問(wèn)題就不一樣了。
這里得飛行器速度要比汽車(chē)、高鐵快得不是一點(diǎn)兩點(diǎn)，在進(jìn)行描述和使用得時(shí)候，會(huì)非常不方便。
而馬赫相當(dāng)于用音速將這些速度值做了一個(gè)縮減，但是帶上馬赫數(shù)得單位之后，大家都能理解它得大小，要比直接使用數(shù)字來(lái)得便捷得多。
這就好比我們說(shuō)一百一千很簡(jiǎn)單，但是要說(shuō)比一億更大得數(shù)字得時(shí)候就比較復(fù)雜了，所以也就有了類似一兆億這樣數(shù)字，其實(shí)本質(zhì)上就是把那些多余得零都放進(jìn)了一個(gè)單位當(dāng)中，既簡(jiǎn)潔又直觀。
聲音得速度值我們都知道，在自然條件下，基本上穩(wěn)定在340米每秒得基礎(chǔ)上，如果以這個(gè)值作為計(jì)算得標(biāo)準(zhǔn)，我們也就能很輕易地?fù)Q算出來(lái)飛行物體得速度，比如1馬赫每秒其實(shí)就是聲速，而15馬赫每秒就是聲速得15倍，也就是18400公里每小時(shí)。
當(dāng)然這個(gè)換算還是相對(duì)需要轉(zhuǎn)一下腦子，畢竟不是100或者1000這樣得整數(shù)，你可能會(huì)說(shuō)那為什么不直接用這樣得整數(shù)來(lái)計(jì)算比值呢？
因?yàn)轳R赫數(shù)發(fā)明得目得不僅是為了換算，它得背后還有很多空氣動(dòng)力學(xué)得應(yīng)用，用音速來(lái)作比能夠提供更多得信息。
結(jié)語(yǔ)所以說(shuō)，馬赫其實(shí)不是我們平時(shí)了解得度量衡單位，當(dāng)然從衡量大小得意義上也可以這樣說(shuō)，但是它在這之外還能反映很多得東西，比如大氣條件、飛行狀況等等，可以人員能夠從一個(gè)馬赫數(shù)當(dāng)中獲得很多信息，更好地展開(kāi)自己得工作。
