Szonolumineszcencia vizsgálata

Az előadások a következő témára: "Szonolumineszcencia vizsgálata"— Előadás másolata:

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

2 Fénykép a buborékról I. Lássák, miről is van szó

3 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

4 Fénykép a buborékról II.
Illusztrációnak fénykép

5 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…

6 A Rayleigh-Plesset egyenlet megoldása
…és leírtuk

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

8 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?

9 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?

10 Kísérleti elrendezés Mivel mérünk?

11 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?

12 Fázisgörbék I.a Első eredmény

13 Fázisgörbék I.b Első eredmény

14 Fázisgörbék I.c Első eredmény

15 Fázisgörbék II.a Második eredmény

16 Fázisgörbék II.b Második eredmény

17 Fázisgörbék II.c Második eredmény

18 Fázisgörbék II.d Második eredmény

19 Fázisgörbék II.e Második eredmény

20 Intenzitások I. Harmadik, és talán legfontosabb eredmény

21 Intenzitások II. Harmadik, és talán legfontosabb eredmény

22 Intenzitások III. Harmadik, és talán legfontosabb eredmény

23 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?