单气泡声致发光.ppt

1、MBSL and SBSL 本质上可能没有区别，MBSL 与发光弱的 SBSL 相似。这时线谱是重要的。 2、气泡内有液体的蒸汽，这些蒸汽分子会分解（化学反应）。但泡内温度允许根（OH、CN）存在。 3、液体的蒸汽压影响气泡发光亮度，蒸汽压 低的有机溶剂与水一样可以获得SBSL。 electron-ion bremsstrahlung, electron-neutral bremsstrahlung, radiative recombination 6、发光机制或温度 Simple model Hilgenfeldt et al. (1999) 温度在 20,000~30,000K 没有考虑水蒸气 疑问：考虑水蒸气会如何？ 温度在 7,000~18,000K Sonoluminescence spectra of CrCO6 in octanol solutions Y. T. Didenko et al. (2000) Radiative attachment：形成负离子H- 或O- 时发光。 Excimers：激发态惰性气体原子与基态原子结合，分解时发光。 Ion–atom bremsstrahlung and recombination： 离子-原子交换电荷和离子-原子复合发光 化学发光 最终能既解释光脉冲宽度，也要解释光谱 D. HAMMER and L. FROMMHOLD 2001 7、冲击波 气泡反弹时向外发射冲击波 Pecha and Gompf (2000). 气泡内部？ C.C. Wu and P.H.Roberts 1993 还考虑在界面上热交换，冲击波很难产生 Vuong and Szeri, 1996; Prosperetti et al. 1988; Prosperetti and Lezzi (1986) 液体可压缩效应 Gilmore, 1952; Brennen, 1995 考虑液体可压缩性，冲击波消失，但温度仍很高。 L.Yuan et al. 1998，应崇福 安宇 2002 * Sonoluminescence 声致发光 （北京）清华大学物理系 安宇 在2003年3月8日发行的SCIENCE》发表有关气泡聚变的文章 太阳温度~1千万度 一、简要历史 1934年，Cologne 大学的H.Frenzel 和H.Schultes 研究声纳时，发现声空化现象，并偶然观察到 “多气泡声致发光”（Multi-Bubble Sonoluminescence）现象 应用广泛、物理机制不十分清楚 理论上关于气泡运动有许多研究，广泛使用的R-P方程或 modified version 就是例子（A. Prosperetti et al. 1986）。 1988年，Mississippi 大学的D.F.Gaitan做博士论文时 观察到“单气泡声致发光”（Single-Bubble Sonoluminescence）现象 这个现象吸引了广泛关注，因为初看这个现象很奇特，（UCLA S.J.Putterman et al.）从能量角度，光频率~1017Hz，而超声频率~105，能量差12个量级；光脉冲宽度~100ps；与声场高度同步性；可能的高温 ……(C.C.Wu and P. H. Roberts 1994） 二、单气泡声致发光现象和装置 单气泡陷在盛有水的球形烧瓶中心，烧瓶用压电陶瓷超声发生器激励，并使其稳定持续地发光数小时，肉眼可见。 超声频率20kHz，烧瓶中心声压峰值~1.5atm， 烧瓶直径~7cm，功放功率~200w。 L.A. Crum, 1994. 液体中空化气泡发光是普遍现象 Shrimpoluminescence Lohse et al. (2001) 机械方法 Van J. Schmid 1959 汪承灏，张德俊 1964 气泡半径可达 ~ cm S. J. Putterman et al. 2003 Venturi tube P.D.Jarman and K.J.Taylor 1965 S. J. Putterman and K. R. Weninger (2000) 三、十几年来的重大进展 1、气体扩散平衡曲线 气泡半径变化与R0、PA等参量有关，但无法人为控制R0。气泡在给定液体（温度、气体溶解度等），处于气体扩散平衡曲线，气泡才能稳定地脉动（M.M.Fyrillas and A.J.Szeri 1994)。 J.A.Ketterling and R.E.Apfel 1998 2、化学反应精馏效应（SBSL air bubble rectify arg