Sonoluminescencja

Sonoluminescencja – emisja krótkich impulsów świetlnych w chwili zapadania się pod wpływem ciśnienia akustycznego bąbelków gazu zawieszonych w cieczy (kawitacja akustyczna).

Historia odkrycia

Pojawianie się słabych, niebieskich błysków światła w cieczach pod wpływem ultradźwięków zostało zaobserwowane przypadkowo po raz pierwszy w 1934 r. na Uniwersytecie Kolońskim podczas prac zmierzających do przyspieszenia procesu wywoływania klisz negatywowych. W 1989 pomyślnie uzyskano zjawisko sonoluminescencji pojedynczej bańki gazu przez wytworzenie fali stojącej w naczyniu doświadczalnym, co pozwoliło na rozpoczęcie systematycznych badań nad tym fenomenem.

Właściwości fizyczne zjawiska

Poglądowy schemat sonoluminescencji

Przy odpowiedniej dozie staranności, sonoluminescencja może być z powodzeniem odtworzona nawet w amatorskim laboratorium, co pozwoliło na dokładne zweryfikowanie wielu właściwości fizycznych tego zjawiska. Ustalono między innymi, że emitowane błyski są bardzo krótkie (zwykle do kilkuset pikosekund), mają w szczycie moc około 10 miliwatów, emitowane są w chwili, gdy bąbelek ma średnicę ok. 1 mikrometra, a większość energii emitowana jest w paśmie ultrafioletu.

Mechanizm powstawania

Dokładny mechanizm sonoluminescencji nie jest jednoznacznie określony; proponowane hipotezy zakładają formowanie się plazmy, zjawiska tunelowe, i wiele innych wyjaśnień. Nie wykazano też, czy proces związany jest z chwilowym powstaniem szczególnie wysokich, i przez to interesujących dla fizyków, temperatur wewnątrz bąbelka powietrza; niektóre zespoły badawcze sugerują, że może ona sięgać milionów kelwinów, inni kwestionują te wyniki.

Zobacz też

• Chemiluminescencja
• Bioluminescencja
• Luminescencja

Linki zewnętrzne

• M.M. Buzzacchi M.M., E. DelE.D. Giudice E. DelE.D., G.G. Preparata G.G., Sonoluminescence Unveiled?, „arXiv [quant-ph]”, 1998, DOI: 10.48550/arXiv.quant-ph/9804006, arXiv:quant-ph/9804006  (ang.).
• Instrukcje pozwalające na wykonanie eksperymentu w warunkach domowych (ang.)
• Film przedstawiający kompresję bańki gazu