Cтраница 2
Интересно, что углубление познания какого-нибудь частного явления, не говоря уже о крупном разделе науки, приводит к необходимости интеграции все большего и большего количества наук. Очень показательно в этом смысле развитие акустики, а точнее ее раздела - физической акустики. Но сейчас исследование интенсивного ультразвука привело к исследованию нелинейных резонансных явлений, кавитйции, высокоскоростного соударения струй, исследованию плазмы, высокотемпературного излучения ( например, при сонолюминесценции пузырьков газа), ускорению химических реакций ультразвуковыми воздействиями. [16]
Сонолюминесценцией было названо свечение в жидкости, возникающее под действием акустического поля. Несмотря на то, что само явление было обнаружено еще в тридцатых годах ( Френцель, Шультес), детальное его исследование стало возможным в последние годы в связи с привлечением пикосекундной лазерной техники. Более того, было доказано, что источниками свечения являются газонаполненные пузырьки. Многочисленные эксперименты показали, что на поток сонолюминесценции влияют такие факторы, как температура жидкости и давление, частота и интенсивность акустических колебаний, неорганические и органические соединения, растворенные в жидкости, состав газа в пузырьках и другие. Эта информация была существенно дополнена и уточнена за последнее десятилетие. Естественно было исследовать сонолюминесценцию множества пузырьков, начиная с единичного пузырька. [17]
Главное из них состояло в том, что свечение от одиночного пузырька было существенно сильнее и наблюдалось невооруженным глазом, длительность же вспышки была намного короче. В настоящее время большинством исследователей принято, что однопузырько-вая сонолюминесценция обусловлена сильным нагревом содержимого пузырька при фокусировке ударных волн или без них. Ответ на вопрос о природе свечения остается открытым. В настоящее время возможности современных компьютеров позволяют смоделировать процесс сжатия пузырька в сжимаемой жидкости. Сложность состоит в корректности описания процессов, протекающих как внутри пузырька при сильном сжатии и нагреве, так и в окружающей жидкости, а также в учете потери сферичности пузырька. [18]
Основным энергетическим фактором воздействия на технологические среды в нашем случае является сложное физическое явление, называемое кавитацией. Исследователи, занимающиеся какой-либо одной стороной кавитации, в своем определении кавитации стремятся подчеркнуть именно интересующую их сторону явления. К сожалению, случается и так, как в той поговорке: каждый кулик хвалит свою кавитацию. Мы говорим о такой кавитации, которая осуществляет физико-химические превращения: кавитация - это совокупность явлений, характеризующихся движением пузырьков в гидроакустическом поле, вызывающем такие эффекты, как химические реакции, эрозия, сонолюминесценция и излучение звука. [19]
В результате затрат энергии на ее образование возникает акустический ветер, скорость к-рого возрастает с увеличением интенсивности образования кавитации; колеблющиеся кавитационпые пузырьки являются источником микропотоков. Образующиеся при захлопывании навигационных каверн ударные волны, определяющие интенсивность кавитациониой эрозии, зависят от содержания газа в каверне: чем больше газа, тем менее резко идет процесс захлопывания и тем меньше эрозия. Находящийся в полости гая в процессе захлопывания ионизируется, по-видимому, в результате нагрева, возникающего во время адла-батич. Эта ионизация вызывает ультразвуковую люминесценцию ( сонолюминесценция) и образование активных химич. [20]
Свечение нагретых до высокой температуры тел называется испусканием накаленных тел. Все другие типы испускания света называются люминесценцией и представляют собой неравновесное излучение. При люминесценции система излучает энергию, и для возбуждения излучения нужно подводить энергию извне. Разновидности люминесценции отличаются друг от друга по типу источника энергии возбуждения. Различают электролюминесценцию, возбуждаемую электрическим током, проходящим через ионизированный газ или полупроводник; радиолюминесценцию, возникающую под действием частиц высоких энергий; хемилюминесценцию, возникшую в результате химических реакций; триболюминесценцию, наблюдаемую при разрушении некоторых кристаллов; сонолюминесценцию, возникающую при воздействии интенсивных звуковых волн на жидкость. [21]
Сонолюминесценцией было названо свечение в жидкости, возникающее под действием акустического поля. Несмотря на то, что само явление было обнаружено еще в тридцатых годах ( Френцель, Шультес), детальное его исследование стало возможным в последние годы в связи с привлечением пикосекундной лазерной техники. Более того, было доказано, что источниками свечения являются газонаполненные пузырьки. Многочисленные эксперименты показали, что на поток сонолюминесценции влияют такие факторы, как температура жидкости и давление, частота и интенсивность акустических колебаний, неорганические и органические соединения, растворенные в жидкости, состав газа в пузырьках и другие. Эта информация была существенно дополнена и уточнена за последнее десятилетие. Естественно было исследовать сонолюминесценцию множества пузырьков, начиная с единичного пузырька. [22]
Свечение нагретых тел, обусловленное только нагреванием до высокой температуры, называется испусканием накаленных тел. Все другие типы испускания света называются люминесценцией. При люминесценции система теряет энергию и для компенсации этих потерь нужно подводить энергию извне. Как правило, разновидности люминесценции классифицируются именно по типу этого внешнего источника энергии. Так, свет газоразрядной лампы или лазера на основе арсенида галлия представляет собой электролюминесценцию, возбуждаемую электрическим током, проходящим через ионизованный газ или полупроводник. Самосветящийся циферблат часов обладает радиолюминесценцией, возникающей под действием частиц высоких энергий - продуктов распада радиоактивных примесей к фосфору. Энергия химических реакций возбуждает хемилюминесценцию, а если это происходит в живом организме, то такое испускание называют биолюминесценцией, примерами которой служит свечение светляков и так называемая фосфоресценция моря. Особую разновидность хемилюминесценции представляет собой термолюминесценция, возникающая в том случае, когда при нагревании вещества начинаются химические реакции между реакцион-носпособными частицами, замороженными в твердой матрице. Триболюминесценция наблюдается при разрушении некоторых кристаллов, а сонолюминесценция - при воздействии интенсивных звуковых волн на жидкость. При фотолюминесценции система получает энергию, поглощая инфракрасный, видимый или ультрафиолетовый свет. [23]