Механизм сонолюминесценции

Механизм сонолюминесценции Сонолюминесценция Явление, возникающее при схлопывании газового пузырька в жидком растворе на ультразвуковых частотах.   Тепловая энергия при схлопывании вызывает […]

Механизм сонолюминесценции

  • Сонолюминесценция

    • Явление, возникающее при схлопывании газового пузырька в жидком растворе на ультразвуковых частотах.  
    • Тепловая энергия при схлопывании вызывает слабое излучение света.  
    • Механизм излучения света остается неясным, но теории включают тепловые и электрические процессы.  
  • Современные теории

    • До 1990-х годов исследования проводились с использованием многопузырьковой сонолюминесценции (MBSL).  
    • SBSL позволяет изучать влияние различных параметров на одиночный пузырь.  
    • Теории SBSL включают электрические и тепловые процессы.  
  • Однокапочечная сонолюминесценция (SBSL)

    • SBSL излучает больше света и позволяет проводить точные исследования.  
    • Теории SBSL объясняют излучение фотонов высокими температурами в пузырьке.  
    • Тепловыделение связано с различными процессами, включая молекулярную рекомбинацию и излучение.  
  • Многопузырьковая сонолюминесценция (MBSL)

    • MBSL создает множество колеблющихся и схлопывающихся пузырьков.  
    • Излучение света от каждого пузырька слабее, чем в SBSL.  
    • MBSL затрудняет точные исследования и характеристику свойств пузырька.  
  • Внутренняя часть пузыря

    • Измерения внутренней части пузырька проводятся косвенно с использованием моделей.  
    • Температура внутри пузырька может достигать 20 000 К.  
    • Водяной пар ограничивает температуру, средняя температура над пузырьком не выше 10 000 К.  
  • Динамика пузырьков

    • Уравнения Келлера–Миксиса, Просперетти и Флинна описывают движение пузырьков.  
    • Уравнение Рэлея–Плессе основано на работе Рэлея и Плессе.  
  • Поверхность пузыря

    • Поверхность пузырька служит пограничным слоем между жидкой и паровой фазами.  
  • Поколение и коллапс пузырьков

    • MBSL наблюдался в различных растворах, но SBSL легче изучать.  
    • SBSL поддерживается в стоячей акустической волне, что позволяет создавать пузырьки различными методами.  
    • Коллапс пузырька происходит при увеличении давления акустической волны.  
  • Последующие прыжки

    • Сжатый пузырь расширяется и испытывает эффект уменьшения.  
    • Пузырь продолжает занимать пространство благодаря акустическому излучению и выталкивающей силе.  
  • Влияние химических веществ на скорость схлопывания пузырьков

    • Нелетучие жидкости, такие как серная и фосфорная кислоты, вызывают вспышки света при меньшей скорости движения стенок пузырьков.  
    • Интенсивность излучения в несколько тысяч раз выше, чем в водных растворах.  
  • Поверхностное натяжение и излучение света

    • Разница в поверхностном натяжении между соединениями влияет на спектры и временные масштабы излучения.  
    • Ионизация инертного газа в пузырьке создает высокие давления и температуры, вызывая тепловое тормозное излучение.  
    • Поверхностное излучение испускает более интенсивную вспышку света с большей продолжительностью.  
  • Электрические процессы

    • В 1937 году объяснения светового излучения основывались на электрических разрядах.  
    • Разделение зарядов в пузырьках рассматривалось как сферические конденсаторы.  
    • Теории разряда предполагают асимметричный коллапс пузырька для излучения света.  
  • Тепловые процессы

    • Коллапс пузырька происходит в течение микросекунд, что приводит к адиабатическому коллапсу.  
    • Внутренняя температура пузырька достигает 10 000 К при сжатии сферически симметричного пузырька.  
    • В 1990-х годах температура достигала 5000 К в многопузырьковой сонолюминесценции и 20 000 К при кавитации одиночных пузырьков.  
  • Стабильность формы пузырьков

    • Предел внешнего размера пузырька определяется нестабильностью формы.  
    • Пороговые значения стабильности зависят от вязкости жидкости и частоты вращения.  
    • При низкой частоте водяной пар становится более важным, и пузырьки можно стабилизировать охлаждением жидкости.  

Полный текст статьи:

Механизм сонолюминесценции

Оставьте комментарий

Прокрутить вверх