Estudiar el fenómeno de sonoluminiscencia

Presentación, el estudio y la práctica del fenómeno de Sonoluminiscencia páginas 12 F.Moulin.

Introducción

La sonoluminiscencia es la conversión de "sonido en luz". Ocurre cuando una o más burbujas, atrapadas dentro de un líquido por un campo acústico sinusoidal, se ven obligadas a oscilar durante las fases de compresión y depresión de la onda acústica. El comportamiento no lineal de cada oscilador de burbujas se vuelve muy particular. De hecho, cuando la amplitud de la presión sonora incidente en la burbuja supera la barra, observamos, después de una fase de expansión de la burbuja, una fase de compresión muy repentina que conduce al colapso de la burbuja durante a partir del cual se alcanzan condiciones extremas de presión y temperatura dentro de la burbuja. Entre todos los fenómenos interesantes que luego se observan, la emisión de luz por la burbuja es sin duda el más intrigante.

A pesar de los importantes avances logrados en este tema, el mecanismo de producción de luz así como la estimación de la temperatura alcanzada dentro de esta burbuja aún no se comprenden del todo y varias teorías intentan explicar este mecanismo.

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Historia de Sonoluminiscencia

El fenómeno de la sonoluminiscencia aparece cuando una pequeña burbuja de gas colapsa rápidamente en un líquido. Hay dos clasificaciones de sonoluminiscencia: sonoluminiscencia emitida por múltiples burbujas (Multiple Bubble SonoLuminescence, MBSL) y sonoluminiscencia emitida por una sola burbuja (Single Bubble Sonoluminescence, SBSL). En 1933, N. Marines y JJ Trillat observaron que las placas fotográficas se impresionaban por inmersión en un líquido agitado ultrasónicamente, descubriendo así MBSL. En 1934, H. Frenzel y H. Scholtes, de la Universidad de Colonia, escribieron que podían producir de forma reproducible luz débil pero visible en el agua utilizando ultrasonidos. Es difícil estudiar MBSL porque las burbujas solo duran unos pocos ciclos acústicos, emiten luz solo unos pocos nanosegundos y están en constante movimiento.

Estas limitaciones detuvieron la investigación de la sonoluminiscencia hasta la producción exitosa de SBSL, descubierto en 1988 cuando HG Flynn escribió una compilación de modelos teóricos del movimiento de burbujas impulsadas acústicamente. A partir de esta información, DF Gaitan, entonces estudiante de doctorado, fue el primero en observar y controlar el fenómeno de la sonoluminiscencia con una sola burbuja que implosionó sin ser destruida unas 20 veces por segundo bajo el efecto de una onda de presión. estacionario producido por ultrasonido. SBSL es mucho más fácil de estudiar porque una sola burbuja está atrapada en un tanque. Esta burbuja puede ser extremadamente estable y brillar durante varios minutos, lo que permite estudiar la burbuja y la luz emitida visible a simple vista. Es este tipo de sonoluminiscencia que nos proponemos resaltar y estudiar experimentalmente aquí.

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