Явление сонолюминесценции и разгадка структуры атома

[Newshin]

Публикации

публикации о школе | статьи, факты | теории всякие | полемика | интересные новости | методы всякие

наверх

Однопузырьковая сонолюминесценция

Обнаруженное в 1934 г явление сонолюминесценции состоит в излучении света при схлопывании пузырьков воздуха в воде под действием звука.
В обычных условиях в воде присутствует множество пузырьков, которые схлопываются не по одному, а объединившись в группы. В спектре излучения при многопузырьковой сонолюминесценции наблюдается эмиссионная линия OH. В 1998 г впервые наблюдалось схлопывание единичных пузырьков, которые были созданы с помощью сфокусированной звуковой волны, однако линия OH при этом не возникала, что могло свидетельствовать о различии в механизме излучения по сравнению со случаем многопузырьковой сонолюминесценции.
В новых экспериментах, выполненных в Калифорнийском университете, с помощью луча лазера удалось создать изолированные пузырьки значительно большего размера, чем в предшествующих опытах. Оказалось, что в спектре излучения больших единичных пузырьков линия OH имеется, хотя причина ее появления по-прежнему неизвестна.
Авторы эксперимента пришли к выводу, что появление линии OH связано не с механизмом излучения, а с размером пузырьков, поскольку в случае многопузырьковой сонолюминесценции каждая группа схлопывающихся пузырьков напоминает один пузырек большого размера. Кроме того, согласно новым исследованиям, спектр излучения близок к спектру абсолютно черного тела при температуре около 8000 К, что говорит в пользу наличия в схлопывающихся пузырьках горячей плазмы.

наверх

публикации о школе | статьи, факты | теории всякие | полемика | интересные новости | методы всякие

[Newshin]

Сонолюминесценция

[править] Материал из Википедии свободной энциклопедии

Текущая версия (не проверялась)

Перейти к: навигация, поиск
Сонолюминесце́нция явление возникновения вспышки света при схлопывании кавитационных пузырьков, рождённых в жидкости мощной ультразвуковой волной. Типичный опыт по наблюдению сонолюминесценции выглядит следующим образом: в ёмкость с водой помещают резонатор и создают в ней стоячую сферическую ультразвуковую волну. При достаточной мощности ультразвука в самом центре резервуара появляется яркий, точечный источник голубоватого света - звук превращается в свет.
Содержание



[убрать]

• <LI class=toclevel-1>1 История и ранние исследования <LI class=toclevel-1>2 Однопузырьковая и многопузырьковая сонолюминесценция <LI class=toclevel-1>3 Теоретическая модель
  • 3.1 Модель Швингера
  <LI class=toclevel-1>4 Применения сонолюминесценции <LI class=toclevel-1>5 Литература <LI class=toclevel-1>6 Примечания <LI class=toclevel-1>7 См. Также
• 8 Ссылки

[править] История и ранние исследования

Несмотря на то, что явление впервые наблюдалось ещё в 1930-е годы, механизм сонолюминесценции был долгое время совершенно непонятен. Связано это с тем, что в первых экспериментах были видны лишь одиночные и довольно тусклые вспышки, т. е. всё это время не удавалось подобрать оптимальные условия для возникновения сонолюминесценции.


В 1990-х годах появились установки, дающие яркий, непрерывный, устойчивый сонолюминесцентный свет. Как результат, появилась возможность изучать сонолюминесцентный свет не с помощью фотоплёнок (т.е. накапливая свет за длительный промежуток времени), а в реальном времени, с отличным временным и пространственным разрешением. Эксперименты показали, что сонолюминесцентное свечение возникает в результате следующего цикла:

• Стоячая ультразвуковая волна в фазе разрежения создаёт в воде большое отрицательное давление, которое приводит к локальному разрыву воды и образованию кавитационного пузырька.
• В течение примерно четверти периода ультразвуковой волны (т.е. пока давление остаётся отрицательным), пузырёк растёт, причём если стоячая звуковая волна сферически симметрична, то и пузырёк остаётся сферическим. В отдельных экспериментах диаметр пузырька достигал долей миллиметра.
• В фазе сжатия кавитационный пузырёк схлопывается, причём всё быстрее и быстрее. Процесс схлопывания ускоряет также сила поверхностного натяжения.
• В заключительные доли периода из центра схлопнувшегося пузырька вырывается очень короткая и яркая вспышка света. Поскольку в стационарном режиме кавитационный пузырёк рождается и схлопывается миллионы раз в секунду, мы видим усреднённый сонолюминесцентный свет.

С точки зрения физической интуиции сонолюминесценция обладает рядом парадоксальных свойств.

• Сонолюминесценция наиболее эффективно проявляется в обычной воде. Только в последние годы с трудом удалось добиться возникновения сонолюминесценции в других жидкостях.
• Небольшая концентрация инертных газов, растворённых в воде, существенно усиливает эффект.
• Яркость сонолюминесцентного света резко увеличивается при охлаждении воды.
• Яркая сонолюминесцентная вспышка имеет, как правило, более-менее гладкий спектр, без каких-либо отдельных линий излучения. Этот спектр круто растёт в фиолетовую сторону и приблизительно похож на спектр излучения абсолютно чёрного тела с температурой порядка сотен тысяч кельвин!

Именно спектр стал главным камнем преткновения при попытках объяснения явления. Если сонолюминесцентный свет имеет тепловое происхождение, то необходимо объяснить, как ультразвук нагревает воду до таких температур. Если же высокие температуры тут ни при чём, то каково вообще тогда происхождение света.

[править] Однопузырьковая и многопузырьковая сонолюминесценция

В 1990-х годах было открыто явление многопузырьковой сонолюминесценции. Оно возникает в том случае, если условия для кавитации создаются не в точке, а в довольно большой области, порядка сантиметра и более. В этом случае непрерывно рождается и схлопывается множество отдельных пузырьков, которые взаимодействуют, объединяются, сталкиваются друг с другом. В отличие от этого режима, описанный выше режим центрального пузырька стали называть однопузырьковой сонолюминесценцией.
При многопузырьковой сонолюминесценции свечение получается более тусклым и обладает совсем другим спектром. А именно, в спектре чётко прослеживаются и даже доминируют отдельные линии излучения; например, чётко видна линия излучения возбуждённого нейтрального радикала OH* при 310 нм. Кроме того, если в воде растворить какие-либо вещества, то их линии излучения также появляются в спектре (T.J.Matula et al, Phys.Rev.Lett. 75, 2602 (1995)). Всё это неопровержимо свидетельствует в пользу того, что свечение при многопузырьковой сонолюминесценции имеет тепловое происхождение. В зависимости от конкретных условий, температура светящегося участка при многопузырьковой сонолюминесценции составляла 2000-5000 кельвин (W.B.McNamara III et al, Nature 401, 772 (1999).).
Такая непохожесть спектров одно- и многопузырьковой сонолюминесценции стала наводить даже на мысль, что это совершенно разные явления. Однако в начале 2000-х годов появились работы, в которых был обнаружен плавный переход между этими двумя режимами сонолюминесценции (см. например O.Baghdassarian et al, Phys.Rev.Lett. 86, 4934 (2001)). После этих работ стало понятно, что и однопузырьковая сонолюминесценция имеет тепловую природу, а её загадочный спектр объясняется слишком высокой температурой и давлением при схлопывании одного сферически симметричного пузырька, так что отдельные возбуждённые радикалы снимают возбуждение столкновительным способом и не успевают высветить фотон (K.Yasui, Phys.Rev.Lett. 83, 4297 (1999)).

[править] Теоретическая модель

Итак, если природа света тепловая, то необходимо объяснить, за счёт чего достигаются столь высокие температуры.


В настоящее время считается, что нагрев воды происходит следующим образом.

• При быстром сжатии кавитационного пузырька, пары воды испытывают процесс, близкий к адиабатическому сжатию. При этом, поскольку радиус пузырька может уменьшиться в десятки раз, вполне возможен нагрев паров воды на порядок, т. е. до нескольких тысяч кельвинов.
• Известно, что эффективность нагрева при адиабатическом процессе определяется показателем адиабаты, который в свою очередь, сильно зависит от того, сколько атомный газ мы рассматриваем. Наиболее эффективно нагревание для одноатомных газов, так что даже небольшие примеси инертных газов в воде способны заметно повлиять на эффективность нагрева.
• Зависимость яркости сонолюминесценции от температуры воды определяется балансом между парами воды и инертных газов внутри пузырька. При понижении температуры воды летучесть паров инертных газов почти не меняется, в то время как давление насыщенных паров воды резко падает. Это приводит к лучшему нагреву паров при сжатии пузырька.
• Ясно, что начальный пузырек имеет не совсем правильную сферическую форму. При схлопывании эти искажения симметрии усиливаются, и в результате не удается всю начальную энергию сфокусировать в точку. Если при однопузырьковой кавитации, когда начальные искажения малы, удаётся уменьшить радиус пузырька на порядок и более, то при многопузырьковой сонолюминесценции начальные искажения не позволяют сильно сжать пузырёк, что и сказывается на конечной температуре.
• В случае однопузырьковой сонолюминесценции на последней стадии коллапса кавитационного пузырька стенки пузырька развивают скорость до 1-1,5 км/сек, что в 3-4 раза превышает скорость звука в газовой смеси внутри пузырька. В результате при сжатии возникает сферическая сходящаяся ударная волна, которая потом, отразившись от центра, проходит через вещество ещё раз. Известно, что ударная волна эффективно нагревает среду: при переходе через фронт ударной волны вещество нагревается в M2 раз, где М число Маха. Это, по-видимому, приводит к увеличению температуры ещё на порядок и позволяет достичь сотни тысяч кельвинов.

[править] Модель Швингера

Необычное объяснение эффекта сонолюминесценции, принадлежащее Швингеру,[1] основано на рассмотрении изменений вакуумного состояния электромагнитного поля в пузырьке в процессе быстрого изменения формы последнего, с точки зрения, близкой к тому, что применяется обычно при описании эффекта Казимира, когда рассматривается вакуумное состояние электромагнитного поля в плоском конденсаторе, зависящее от граничных условий, определяемых пластинами. (См. также Эффект Унру). Более подробно этот подход был развит в работе Клаудии Эберлейн (Claudia Eberlein)[2].

[Newshin]

к чему и для чего затеян вес этот
разговор?)))


явление сонолюминесценции это собственно рождение (со дна сосуда)пузыря в воде и схлапывание пузырика в обьеме воды из за того что в верхних участках обьема жидкости просто происходит падение температуры, поэтому пузырик схлапывется.



Вспомним обычный чайник, перед тем как ему закипеть ему надо немножко пошуметь(потому что происходит рождение и схлопываение множества пузырьков), так вот такое явление как пузырик в чайнике,
называется КЛАСТЕР (класСРµС СЃРѕРЅРѕР»СминесСенСРёСЏ*- Яндекс: РЅР°СР»РѕСЃС 449 СЃССаниС)


почему есть интерес к этому явлению?, потому что по своей сути кластер это гипотетический очаг термоядерной реакции в маленьком обьеме, так как колосальное количество молекул воды, за счет схлапывания
наших пузыриков(сходящиеся сферические ударные волны),так вот колосальное количество молекул в нашем кластере имеют направленность к центру рассматриваемого кластера, что происходит в результате?

Поскольку суммарная энергия импульсов молекул направленных к центру во много больше сил взаимного отталкивания ядер, то что в результате??Их слияние(некоторые это называют холодным термоядом

СолоднСР№ СРµСРјРѕСЏРґ*- Яндекс: РЅР°СР»РѕСЃС 62*СССЃ. СЃССаниС


но пока оставим "Холодный термояд" в покое, вспомним о несколько другом обьекте но тоже достаточно холодном
СНЕЖИНКЕ, образование структруры снежинки её симметрии и крастоты кристализации обуславливается простым обьяснением, высокая степень симметрии снежинки возникает из за того что центральный хоровод молекул воды
кристализуется с кратностью симетрии равной 6(шести)потому что все молекулы(инвалента)центрального молекулярного хоровода имеют одинаковой продублированное значение волновой функции, поэтому собственно и возникает такая поразительная неповторимая красота снежинки, почему мы вспомнили об этом замечательном явлении природы?Дабы познать и прокрутить в разуме такое явление как симметрия которая присуща всем фундаментальным обобщениям., так вот зная волНовую характеристику центрального молекулярного "хоровода",
мы сможем расчитать последующую дислокацию молекул в нашей снежинке




так вот это же явление можно рассматривать и в нашем кластере , рассматривая явление сонолюминесценции


в закипающем чайнике , используя современную вычислительную технику, можно заниматся расчетами кластеров, а не строить ускорители в несколько десятков и сотен миль, только сдесь вместо центрального
"хоровода"молекул снежинки, распределение функций самих атомов, более элементарных частиц -кварков и суперкварков (см.http://www.evangelie.ru/forum/t49646.html) и все согласно законам симметрии составленными непостижимым разумом Бога Отца и Его Сына Христа!

[Newshin]

согласно раскладкам


существуют две мыслящих группы


1.одни за постройку колайдеров, сулящих большие гранды

2.другие за моделирование экспериментальных процессов на столе.

идут переговоры.29






мне интересна Ваша критика и вопросы, но..

желалось бы рассмотреть эту тему с позиции следующей статьи

Явление сонолюминесценции и разгадка структуры атома


сдесь показываются теоретические предпосылки
для пострения ттеоретико эксперемент работы.

Темка простая иследуется такое явление прирды как пузырь.

Вспомните чайник, который шумит на кухне когда закипает.

Причина этого шума , множество схлапывающихся пузырьков в среде,

схлапывание пузырьков происходит по причине того, происходит резкое падение температуры и возрастание

ВЯЗКОСТИ

при поднятии пузыриков воздуха из более горячего участка объема воды в чайника в более холодный врхний слой воды в чайнике.


Так вотодна из макровеличин регулирующих вязкость в среде естественнм образом есть


ТЕМЕРАТУРА


причем температура характериз как поступательным так и вращательным движением молекул утопающих в чайнике.

Насамом в деле это котел с тяжелой дейтериевой или тритиевой водой.


Естественным образом вязкость тритиевой воды самая высокая,

сответственно высокая вязкость также набл и уртути из всех жидкостей естественной среды.
соответственно на вязкость влияет

ПЛОТНОСТЬ

вещества ну и тд
И поскольку ртуть является проводящим элементом посольку не требует дополнительных солевых вкраплений какие требует

для этого вода, что позволит вообщем создать также имет дополнительные возможности и чистоту экспреимента

[Newshin]

согласно раскладкам


существуют две мыслящих группы


1.одни за постройку колайдеров, сулящих большие гранды

2.другие за моделирование экспериментальных процессов на столе.

идут переговоры.29

Чтобы ощуть структурность экспереимента просто представьтие себе




резервуар(большой чайник) с водой



находящейся в трех

состояних


твердом

жидком

и газобразном



сверху резервуара холодильник

снизу печка.


В этом резервуаре иследуется пузырик возникши в результате
того что во дне резервуара сделана маленькая дырочка в которую подается порция воздуха


который поднимается со дна резервуара и растет осцилируя своими оболочками за счет кипения воды.

И схлапывается иза падения температуры в верхних слоях резервуара.


Все характеристики пузырика считываются датчиками и сверхвысокоскоростными объективами.


В момент схлапывания пузырика рождается кластер.

Являющийся следствием ударной сферической сходящейся волны.


Это пораждает силы и импульсы сжимающие все молекулы воды
оболочки пузырика к центру, что является теоретической предпосылкой для преодоления межмолекулярного отталкивания атомомводы, с последующим слиянием атомов (холодн термряд синтез) это явление подробным образом иследуется как явление сонолюминесценции.


При построении модели на мощном копьютере, можно теоретически ускарять пузырик до световой скорости и выше высчитывая все последующие коэфиценты то есть теоретически прослеживать
последующие выводы и результаты

[Newshin]

YouTube - &#x202a;GIGANTIC HADRON COLLIDER&#x202c;&rlm;


фрактальное моделирование


подразумаевать создание математической теории позволяющей
заниматься кибер моделированием

"четырех островов взаимодействий"известных науке

Душа и четыре взаимодействия известные в физике ( 1 2)

и эспериментально подтвержденных

[Newshin]

http://www.evangelie.ru/forum/t82560.html#post2905132

YouTube - &#x202a;Jesus coming!&#x202c;&rlm;


.