流体空化的声致发光实验研究

来源 :中国科学院物理研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:WAIN154
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该文的第一章对声致发光现象的实验和理论研究进行了详细的回顾;作为核心内容,第二和第三章分别介绍了该工作所建立的两套声致发光装置及相应的确良研究结果.第四章给出对一些问题的讨论及结论.建立了一套能够产生厘米尺度气泡的刹管法瞬态单泡空化声致发光装置,并在前人的基础上做了一些必要的改进.在这套装置上,研究了水、甘油、乙二醇等不同的液体和空气、氢气、氧气等不同气体的声致发光性质,并且给出了光脉冲与温度和液柱高度等实验条件的关系,通过压力测量液体中的声场和光散射测量气泡半径变化,获得了声致发光脉冲与液体中声压和气泡半径变化的相位关系;利用高速摄影手段记录了不同液体中的瞬态单一声空化气泡的产生和消长过程;建立了一个简单气泡运动理论模型,较好地解释了实验现象.建立了U型管圆锥气泡声致发光装置,并对原设计做了一些关键的改进.在这套装置上,我们研究了水、乙二醇、丙二醇、甘油的水溶液等不同液体中的声致发光光脉冲,并测定了单脉冲发光能量;得到迄今为止最强的单个空化发光脉冲,能量达到1.4mJ,约相当于10<16>个光子,这一数值比通常的声致发光方式高约9个量级.以上述超强声致发光单脉冲充当光源,用普通相机和普通胶卷拍摄到物体的清晰的照片.利用条纹相机系统首次记录到单个光脉冲的时间分辨和光谱分辨的发光光谱,获得了脉冲宽度对光波长的依赖关系,从而证实了声致发光的绝热压缩的黑体辐射机制.根据光谱中的C<,2>、CN等分子辐射的相对连续辐射的时间延迟,获得了黑体辐射和化学发光两种辐射机制同时存在的时间关系,并讨论了导致这种现象的原因.在水,乙二醇及盐溶液中的声致发光光谱研究中,首次发现了声致发光中含有水的振动结构的发射光谱和NaAr范德瓦尔斯分子的红伴峰.
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