Szonolumineszcencia vizsgálata TDK dolgozat, 2002. Készítette: Csanád Máté IV. fizikus Témavezetők: Horváth Ákos, Simon Gábor ELTE Atomfizikai Tanszék Cím

Fénykép a buborékról I. Lássák, miről is van szó

A jelenség Cél a hőmérséklet növelése  … sózás! Akusztikus csapdában oszcilláló buborék, kitágul és összemegy Összeroppanás: felmelegedés  világít! Kis nyomásamplitúdó: nincs stabilan középen, nagy nyomásamplitúdó: kipukkad a buborék, a kettő között: táncol majd világít Buborék stabilitásához szükséges az oldott gázok koncentrációjának csökkentése  kigázosítás Cél a hőmérséklet növelése  … sózás! Szavakban elmondva

Fénykép a buborékról II. Illusztrációnak fénykép

Hogyan változik a buborék sugara (és ezzel a térfogata) ? Hidrodinamika (kontinuitás + Euler) Buborék gömb alakú + gömbszimmetria  Rayleigh-Plesset egyenlet Megoldása numerikusan Buborék határát akarjuk leírni…

A Rayleigh-Plesset egyenlet megoldása …és leírtuk

Mekkora a gáz hőmérséklete? Buborék belsejének leírása: állapotegyenlet + politróp folyamat  állapotjelzők, pl. hőmérséklet Legnagyobb elérhető hőmérséklet kidurranási amplitúdótól függ Buborékban lévő gázt akarjuk leírni

Miért sózzuk meg a vizet? Eddigi leírás nem teljes, mert a gázok nem ideálisak, reagálnak is (30000 K) A vízgőz disszociációja disszipálja az energiát Kevesebb vízgőz  fényesebb buborék? Egyensúlyi gőzkoncentráció csökkentése: sózással vagy hűtéssel is lehetséges Hogyan tudjuk növelni a hőmérsékletet a sózással?

A mérések menete Mérjük a gerjesztő feszültség amplitúdóját Nyomásamplitúdó [bar] és fesz. ampl. arányosak, egy pontban mindkettő adott (szimulációból, világítás kezdetére) Mérjük a felvillanás intenzitását (PMT-vel) Ez monoton függvénye a hőmérsékletnek Mérjük a vízzel egyensúlyban lévő gázelegy nyomását Ebben a levegő parciális nyomása adja a kigázosítás mértékét [Hgmm]-ben Hogyan mérünk?

Kísérleti elrendezés Mivel mérünk?

Eredmények Meghatároztam a buborék fázisdiagramját 0 g/l-es és 2 g/l-es sóoldatra Megmértem a buborék fényességének amplitúdó-függését 0 g/l-es, 5,4 g/l-es és 10 g/l-es sóoldatra (Max. oldhatóság: kb 20 g/l) Mi jött ki?

Fázisgörbék I.a Első eredmény

Fázisgörbék I.b Első eredmény

Fázisgörbék I.c Első eredmény

Fázisgörbék II.a Második eredmény

Fázisgörbék II.b Második eredmény

Fázisgörbék II.c Második eredmény

Fázisgörbék II.d Második eredmény

Fázisgörbék II.e Második eredmény

Intenzitások I. Harmadik, és talán legfontosabb eredmény

Intenzitások II. Harmadik, és talán legfontosabb eredmény

Intenzitások III. Harmadik, és talán legfontosabb eredmény

Összegzés Kimutattam a fényesség növekedését a sókoncentráció növelésével A sókoncentrációval nő a kidurranási amplitúdó A, B  nagyobb maximális hőmérséklet! Továbblépés: Kémiai folyamatok a buborék belsejében döntő fontosságúak! A fagyáspont közelében további intenzitásnövekedés várható Hibák csökkentése: stabilabb erősítő, víz tulajdonságainak jobb mérése És mi következik mindezekből?