Многопузырьковая сонолюминесценция водных растворов хлоридов лантанидов

• Автор: Гайнетдинов, Рамиль Халитович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Краткий исторический очерк исследований сонолюминесценции

1.2. Влияние температуры, давления, частоты, мощности акустичеф ских колебаний на интенсивность многопузырьковой сонолюминесценции

1.3. Спектры многопузырьковой сонолюминесценции.

1.3.1. Сонолюминесценция воды

1.3.2. Сонолюминесценция водных растворов неорганических солей и органических соединений.

1.4. Сонохемилюминесценция и сонофотолюмннесценция

1.5. Механизм многопузырьковой сонолюминесценции

1.5.1. Динамика кавитационных явлений и тепловые теории

1.5.2. Электрические теории.
1.5.3. Расчт температуры и давления внутри пузырька
1.6. Однопузырьковая сонолюминесценция
1.7. Заключение.
Глава 2. Экспериментальная часть
Глава 3. Обзор спектров сонолюминесценции водных растворов
лантанидов
3.1. Оптимальные условия регистрации спектров.
3.2. Спектр растворов церия
ф 3.2. Спектр растворов празеодимаШ
3.4. Спектр растворов европия
3.5. Спектр растворов гадолинияШ
3.6. Спектр растворов тербияШ.
3.7. Спектр растворов диспрозия
Глава 4. Сонолюминесценция водного раствора хлорида церия.
4.1. Сонофотолюминесценция
4.2. Сонолюминесценция раствора, насыщенного аргоном
Глава 5. Сонолюминесценция водного раствора хлорида тербия
5.1. Внутрипузырьковый механизм возбуждения.
5.2. Энергетический выход сонолюминесценции.
5.3. Сонолюминесценция раствора, насыщенного аргоном
5.4. Сонолюминесценция в смеси
5.5. Влияние 3 на сонолюминесценцию растворов тербияШ Глава 6. Влияние природы лантанидов на механизмы характерной
сонолюминесценции.
6.1 Сонолюминесценция празеодимаШ, европияШ, гадолинияШ, диспрозияШ
6.2 Сравнение эффективностей внутрипузырькового возбуждения СЛ ионов и 3
6.3 Роль тушения в дезактивации возбужднных ионов 3.
6.4 О роли сонохемилюминесценции в сонолюминесценции водных растворов хлоридов лантанидов
Заключение
Литература


Френкель 6 разработал первую количественную флуктационную теорию электрических разрядов при кавитации, которая позволяла объяснить возникновение СЛ. Херинг и Флинн 7, а также Киквуд и Бете 8 вывели дифференциальные уравнения, описывающие динамику движения кавитационных пузырьков в ультразвуковом поле. Нолтинг и Непайрес 9, разработали тепловую теорию для объяснения механизма возникновения СЛ. Маргулис и Мальцев выявили механизм влияния газов на интенсивность С Л. Гюнтер с сотр. СЛ. Было обнаружено, что свечение СЛ осуществляется вспышками либо один раз за период акустических колебаний, либо дважды Негиши Голубничий и др. Голубничий, Гончаров, Протопопов , обнаружили резкое усиление СЛ в электрическом поле соноэлектролюминесценция. Лаутерборн с сотр. Зубрилов с сотр. Интерес к явлению С Л особенно усилился , когда Крам с сотрудниками , разработали фокусирующую цилиндрическую акустическую камеру, а Барбер и Паттерман сферическую акустическую камеру, которые позволили наблюдать СЛ с одним стабильным левитирующим кавитационным пузырьком без его расщепления. Фиксация одного пузырька в определнной точке и его пульсация в течение длительного времени позволили осуществлять более разносторонние и однозначные исследования природы кавитации и СЛ стало возможным привлечение пикосекундной лазерной техники, непрерывное наблюдение за движением поверхности одиночного кавитационного пузырька, определение с высокой точностью радиуса пузырька и скорости движения его стенки, фиксация с высоким временным разрешением момента и длительности импульса вспышки СЛ. Излучение света из одиночного кавитационного пузырька, видимое невооружнным глазом, не вызывало сомнений в том, что однопузырьковая СЛ так же, как и многопузырьковая, осуществляется из пульсирующего кавитационного пузырька. Первые эксперименты по однопузырьковой СЛ показали е значительное своеобразие по сравнению с обычной, многопузырьковой СЛ. Поэтому возникли вопросы о причинах наблюдаемых отличий не является ли однопузырьковая СЛ принципиально иным эффектом, который необходимо рассматривать особо, и, наконец, о перспективах применения однопузырьковой СЛ в науке и технике. В конце года международный коллектив физиков, в том числе российских , осуществил эксперимент, в котором наблюдались признаки термоядерных реакций внутри схлопывающихся пузырьков газа в жидкости. Ультразвук с частотой ,3 кГц воздействовал на жидкий ацетон, в котором атомы водорода были замещены на атомы дейтерия. СзЭ облучался импульсами нейтронов с энергией ,3 МэВ, что явилось новым примом по сравнению с предшествующими экспериментами. Нейтроны инициировали зарождение в жидкости очень маленьких пузырьков, которые росли до относительно больших размеров и затем интенсивно схлопывались под действием ультразвука. О термоядерных реакциях свидетельствовало появление трития и нейтронов с энергией 2,5 МэВ, которые должны сопутствовать синтезу трития из атомов дейтерия. Несмотря на возможность достижения таких экстремальных условий при которых происходят термоядерные реакции, спектры СЛ, зарегистрированные в большинстве работ, обусловлены излучением света на такой временной стадии пульсации пузырьков, при которой температура в них не превышает 4 К. В этих условиях происходит разрыв химических связей, образование атомарных и радикальных продуктов, ионов, возбуждение молекул и продуктов их сонолиза с последующими реакциями. В данном литературном обзоре рассмотрены работы по многопузырьковой С Л воды, водных растворов и изложены основные экспериментальные факты по однопузырьковой СЛ. Было выяснено, что интегральная интенсивность I СЛ воды зависит от свойств жидкости, от физических факторов и скорости их изменения температуры жидкости, статического давления и частоты ультразвука УЗ и т. Например, в воде убывает при повышении температуры 5, поскольку при нагреве возрастает скорость испарения воды со стенок пузырька и как следствие повышается давление насыщенного пара внутри кавитационного пузырька, что приводит к резкому падению эффективности схлопывания пузырьков .