Studieren Sie das Phänomen Sonolumineszenz

Präsentation, Studium und Praxis das Phänomen der Sonolumineszenz 12 Seiten F.Moulin.

Einführung

Sonolumineszenz ist die Umwandlung von "Schall in Licht". Es tritt auf, wenn eine oder mehrere Blasen, die durch ein sinusförmiges Schallfeld in einer Flüssigkeit eingeschlossen sind, während der Phasen der Kompression und Depression der Schallwelle zum Schwingen gezwungen werden. Das nichtlineare Verhalten jedes Blasenoszillators wird dann sehr spezifisch. Wenn die Amplitude des auf die Blase einfallenden Schalldrucks den Balken überschreitet, beobachten wir nach einer Expansionsphase der Blase eine sehr plötzliche Kompressionsphase, die währenddessen zum Kollabieren der Blase führt von denen aus extreme Druck- und Temperaturbedingungen innerhalb der Blase erreicht werden. Unter all den interessanten Phänomenen, die dann beobachtet werden, ist die Lichtemission durch die Blase sicherlich das faszinierendste.

Trotz der wichtigen Fortschritte in diesem Bereich sind der Mechanismus der Lichtproduktion sowie die Schätzung der in dieser Blase erreichten Temperatur noch nicht vollständig verstanden, und mehrere Theorien versuchen, diesen Mechanismus zu erklären.

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Geschichte der Sonolumineszenz

Das Phänomen der Sonolumineszenz tritt auf, wenn eine kleine Gasblase schnell in einer Flüssigkeit zusammenbricht. Es gibt zwei Klassifikationen der Sonolumineszenz: Sonolumineszenz, die von mehreren Blasen emittiert wird (Multiple Bubble SonoLuminescence, MBSL) und Sonolumineszenz, die von einer einzelnen Blase emittiert wird (Single Bubble Sonoluminescence, SBSL). 1933 beobachteten N. Marines und JJ Trillat, dass fotografische Platten durch Eintauchen in eine mit Ultraschall gerührte Flüssigkeit beeindruckt wurden, wodurch MBSL freigelegt wurde. 1934 schrieben H. Frenzel und H. Scholtes von der Universität zu Köln, dass sie mit Ultraschall reproduzierbar schwaches, aber sichtbares Licht im Wasser erzeugen könnten. Es ist schwierig, MBSL zu untersuchen, da die Blasen nur einige akustische Zyklen dauern, nur wenige Nanosekunden Licht emittieren und in ständiger Bewegung sind.

Diese Einschränkungen stoppten die Sonolumineszenzforschung bis zur erfolgreichen Herstellung von SBSL, die 1988 entdeckt wurde, als HG Flynn eine Zusammenstellung theoretischer Modelle der Bewegung akustisch angetriebener Blasen verfasste. Aus diesen Informationen ging hervor, dass DF Gaitan, damals Doktorand, als erster das Phänomen der Sonolumineszenz mit einer einzelnen Blase beobachtete und kontrollierte, die implodierte, ohne etwa 20 Mal pro Sekunde unter dem Einfluss einer Druckwelle zerstört zu werden. stationär durch Ultraschall erzeugt. SBSL ist viel einfacher zu untersuchen, da eine einzelne Blase stationär in einem Tank eingeschlossen ist. Diese Blase kann extrem stabil sein und mehrere Minuten leuchten, so dass die Blase und das emittierte Licht, das mit bloßem Auge sichtbar ist, untersucht werden können. Es ist diese Art der Sonolumineszenz, die wir hier hervorheben und experimentell untersuchen möchten.

Mehr: Sonolumineszenz oder sonofusion

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