Spread the love

Сонолюмінесценція: Перетворення звуку в світло

Що таке сонолюмінесценція?

— це явище виникнення світлового спалаху в рідині внаслідок схлопування кавітаційних бульбашок, які народжуються під дією потужної ультразвукової хвилі.

Зародження і схлопування бульбашок

  • Ультразвукові хвилі створюють в рідині зони високого і низького тиску.
  • У зонах низького тиску бульбашки газу зароджуються з мікроскопічних наявних у рідині газів.
  • Під час поширення звукової хвилі бульбашки піддаються стисненню і розширенню.

Етап схлопування

  • Коли ультразвук достатньо потужний, бульбашки зазнають схлопування — вони швидко скорочуються в об'ємі.
  • Під час схлопування температура і тиск всередині бульбашки різко зростають.
  • В центральній точці бульбашки температура може досягати десятків тисяч градусів Кельвіна, а тиск — тисяч атмосфер.

Випромінювання світла

  • Екстремальні умови всередині бульбашки призводять до утворення плазми.
  • Плазма випромінює світло в ультрафіолетовому, видимому і ближньому інфрачервоному діапазонах.
  • Випромінюване світло зазвичай має блакитний колір, але може змінюватися від білого до червонуватого залежно від типу рідини і потужності ультразвуку.

Застосування сонолюмінесценції

Сонолюмінесценція має різні застосування, зокрема:

  • Медична візуалізація: Сонолюмінесценція використовується в таких методах візуалізації, як ультразвукова томографія.
  • Вивчення хімічних реакцій: Потужні ультразвукові хвилі можуть ініціювати хімічні реакції, і сонолюмінесценція забезпечує спосіб їх спостереження.
  • Розробка наноматеріалів: Схлопування бульбашок може створювати нанометрові частинки та інші унікальні матеріали.
  • Очищення води: Сонолюмінесценція сприяє розщепленню забруднюючих речовин у воді.
  • Дезинфекція: Світло, що випромінюється в процесі сонолюмінесценції, може мати бактерицидні властивості.
  Тур де Франс 2021

Сонолюмінесценція — це захоплююче явище, що демонструє, як звук можна перетворити на світло. Подальші дослідження в цій галузі мають потенціал для розробки нових технологій і застосувань.

Часто задавані питання

  • Чи можна побачити сонолюмінесценцію неозброєним оком?
    Так, але це вимагає використання потужного ультразвукового генератора.
  • Чому сонолюмінесценція зазвичай має блакитний колір?
    Блакитний колір обумовлений розсіюванням Райлєя, яке домінує в видимому діапазоні довжин хвиль.
  • Чи може сонолюмінесценція використовуватися для генерації енергії?
    Зараз це непрактично, оскільки ефективність перетворення звукової енергії у світло низька.
  • Чи безпечна сонолюмінесценція?
    У звичайних умовах сонолюмінесценція безпечна, але надмірне зростання температури може пошкодити обладнання.
  • Яким є майбутнє досліджень сонолюмінесценції?
    Дослідження зосереджені на вивченні механізмів випромінювання світла, пошуку нових застосувань та дослідженні потенціалу в галузі нанотехнологій.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *