Ce este sonoluminescența? Fenomenul fizic greu de explicat

24.04.2020
Ce este sonoluminescența? Fenomenul fizic greu de explicat

Sonoluminescența este emisia de scurte rafale de lumină din bule care implodează într-un lichid atunci când este excitată de sunet. Efectul sonoluminescenței a fost descoperit pentru prima dată la Universitatea din Köln în 1934, ca urmare a lucrărilor la un sonar.

Oamenii de știință au descoperit, în anul 2012, că temperatura din interiorul bulei este suficient de fierbinte pentru a topi oțelul, ajungând la 11.726 grade Celsius. Studiile ulterioare au arătat, însă, că temperatura a ajuns și la 19.700 de grade Celsius.

Sonoluminescența poate apărea atunci când o undă sonoră cu o intensitate suficientă induce o cavitate gazoasă în interiorul unui lichid să se prăbușească rapid. Această cavitate poate lua forma unei bule preexistente sau poate fi generată printr-un proces cunoscut sub numele de cavitație. Frecvențele de rezonanță depind de forma și dimensiunea containerului în care este conținută bula.

Cu toate acestea, chiar și în ziua de astăzi, fenomenul este foarte greu de explicat de oamenii de știință. În 2002, M. Brenner, S. Hilgenfeldt și D. Lohse au publicat o recenzie de 60 de pagini care conține o explicație detaliată a mecanismului. În timpul exploziei unei bule, inerția apei provoacă o presiune și o temperatură ridicată, atingând aproximativ 9.726 de grade Celsius în interiorul bulei, ducând la ionizarea unei fracții mici din gazul prezent.

Curiozități despre sonoluminescență

Lumina care strălucește din bule durează între 35 și câteva sute de picosecunde, cu intensități maxime de ordinul 1-10 mW. Bulele sunt foarte mici atunci când emit lumina – aproximativ 1 micrometru în diametru – în funcție de fluidul ambiental (de exemplu, apă) și conținutul de gaz al bulei (de exemplu, aerul atmosferic).

Impulsurile de sonoluminescență cu o singură bulă pot avea perioade și poziții foarte stabile. De fapt, frecvența licăririi de lumină poate fi mai stabilă decât stabilitatea frecvenței nominale a oscilatorului care face ca undele sonore să le conducă. Cu toate acestea, analizele de stabilitate ale bulei arată că aceasta suferă de instabilități geometrice semnificative, din cauza forțelor Bjerknes și instabilităților Rayleigh-Taylor.

Adăugarea unei cantități mici de gaz nobil (cum ar fi heliu, argon sau xenon) la gazul din balon crește intensitatea luminii emise.

Foto: busy.org

Îți recomandăm:
Ne putem întoarce în timp? Nu. Sau, poate, numai cu ajutorul cuvintelor. Ei bine, cum erau Bucureștiul acum 100 de ani? Cum erau oamenii acum 100 de ani? Ce activități aveau aceștia? Cum era...
Dacă citești acest articol sunt mari șanse să fii român, să te fi născut în România și, evident, să vorbești limba română. Dar de ce țara noastră poartă numele de România? De unde...
Cele mai noi articole
Roxadustat: Medicamentul controversat interzis pentru sportivi
Roxadustat: Medicamentul controversat interzis pentru sportivi
În lumea sportului, medicamentele de performanță au fost întotdeauna o problemă controversată. Un astfel de medicament care a făcut recent titluri este roxadustat. În acest blog, vom analiza... citește tot
Ce vin îi plăcea, în mod deosebit, lui Ștefan cel Mare?
Ce vin îi plăcea, în mod deosebit, lui Ștefan cel Mare?
Ștefan cel Mare (1438/1439 – 1504) a fost una dintre personalitățile care a scris istorie pe aceste meleaguri. Domnitorul moldovean a avut cea mai lungă domnie din perioada medievală, nu mai... citește tot
Arheologii au descoperit locația unde Iisus Hristos a vindecat un orb
Arheologii au descoperit locația unde Iisus Hristos a vindecat un orb
Iisus Hristos este figura centrală a creștinismului. Fiul lui Dumnezeu a venit pe Pământ pentru a propovădui pacea și iubirea între oameni, însă a fost crucificat de către aceștia. În... citește tot