Bunyi dengan suhu beribu-ribu derajat. Eksperimen dan eksperimen sekali lagi!

Bunyi dengan suhu ribuan darjah

Igor Ivanov

  • Cahaya dihasilkan oleh bunyi
  • Eksperimen dan eksperimen sekali lagi!
  • Makmal kelas tambahan untuk ahli kimia dan bahan saintis
  • Sonoluminescence dalam perubatan: peranti diagnostik dan pisau bedah
  • "Kami tidak diberikan untuk meramalkan …"

Eksperimen dan eksperimen sekali lagi!

Spektrum cahaya sonoluminescent untuk buih awal saiz yang berbeza. Semakin besar saiz awal, semakin tidak simetris proses pemampatan, dan semakin rendah suhu pada itu. Penampilan dan kehilangan garisan pelepasan individu membuktikan sifat haba sonoluminescence (imej dari www.scientific.ru)

Kunci untuk menyelesaikan semua teka-teki ini adalah eksperimen sonoluminescence multibubbleyang dijalankan oleh beberapa kumpulan penyelidikan pada pertengahan 1990-an. Multibubble sonoluminescence (luminescence yang disebabkan oleh pengeluaran berterusan dan keruntuhan banyak buih individu) adalah seperti versi "terdegradasi" biasa, gelembung tunggal sonoluminescence, kerana gelombang ultrasonik dalam kes ini tidak tertumpu pada satu titik, tetapi pada isipadu cecair tertentu. Eksperimen telah menunjukkan bahawa cahaya dalam kes ini adalah redup daripada dengan gelembung tunggal, dan, yang paling penting, terdapat garis pelepasan cerah yang berasingan dalam spektrumnya.Telah terbukti bahawa garis-garis pelepasan ini adalah radikal hidroksil yang teruja – serpihan molekul air yang muncul pada suhu tinggi, serta atom dan ion bahan-bahan yang dibubarkan dalam air. Suhu gas bercahaya, dipulihkan oleh garis radiasi ini, adalah sekitar 2000-5000 Kelvin.

Memandangkan suhu sedemikian dicapai walaupun dalam kes "lemah", spektrum sonoluminescence tunggal gelembung menjadi mengejutkan. Eksperimen yang dijalankan pada awal tahun 2000 oleh sekumpulan Kenneth Suslick (Kenneth Suslick) dari Illinois dan penyelidik lain, mengesahkan bahawa dalam kes ini suhu boleh mencapai beberapa puluhan ribu kelvin. Pada suhu tinggi (dan dengan itu tekanan tinggi) dalam gelembung, ion teruja individu sering bertabrakan dengan satu sama lain bahawa mereka hanya tidak mempunyai masa untuk "mula berkelip" garis pelepasan ciri mereka, yang menerangkan kelancaran spektrum.

Kemajuan dalam eksperimen membawa kepada pembentukan penerangan teori sonoluminescence. Secara umum, keadaannya adalah: di bawah tindakan tekanan gelombang ultrasonik, gelembung dimampatkan dengan pecutan yang besar, memanaskan wap air di dalam dan semua yang dibubarkan di dalam air. Walau bagaimanapun, ini hanya "peringkat pertama" pemanasan.Pada saat-saat terakhir kewujudannya, gelembung mencapai kelajuan pemampatan supersonik dan menghasilkan gelombang kejutan yang runtuh, yang tiba-tiba dapat meningkatkan suhu beberapa kali. Kecekapan pemanasan bergantung kepada komposisi gas: diketahui bahawa molekul gas lebih mudah, semakin banyak dipanaskan semasa pemampatan. Ini menerangkan kesan gas inert (monatom) pada kecerahan cahaya sonoluminesen. Di samping itu, satu gelembung simetri yang sfera menjalani pemampatan yang paling berkesan, yang membawa kepada suhu tinggi sonoluminescence tunggal gelembung. Sangat menarik bagaimana bidang fizik yang paling pelbagai saling berkaitan dalam menggambarkan fenomena ini: akustik, hidrodinamika supersonik, teori kestabilan, fizik molekul, fizik plasma.


Like this post? Please share to your friends:
Bunyi dengan suhu ribuan darjah ">
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: