Münster 1997 – wissenschaftliches Programm

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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 7: Fluide

DY 7.1: Fachvortrag

Montag, 17. März 1997, 16:45–17:15, R1

Sonolumineszenz: Warum leuchtende Luftblasen ewig leben — •Detlef Lohse³, Michael Brenner¹ und Sascha Hilgenfeldt² — ¹Depart. of Mathematics, MIT, Cambridge, MA 02139, USA — ²Fachbereich Physik, Universität Marburg, Renthof 6, 35032 Marburg — ³Fachbereich Physik, Universität Marburg, Renthof 6, 35032 Marburg

Schallgetriebene Gasblasen in Wasser können Lichtpulse aussenden. Dieses Phänomen heißt Sonolumineszenz (SL). Die Energiedichte wird bei den stark nichtlinearen Schwankungen der Blasengröße um 12 Größenordnungen und mehr verstärkt! Zwei unterschiedliche Phasen von SL wurden beobachtet: diffusiv stabile und diffusiv instabile SL. Wir berechnen Phasendiagramme im Gleichgewichtsradius vs Antriebsdruck-Parameterraum und im Antriebsdruck vs Gaskonzentrations-Parameterraum. Den Phasendiagrammen liegt eine Analyse des Mechanismus der Energiefokussierung zugrunde sowie Untersuchungen zur (i) Formstabilität der Blase, (ii) zu ihrer diffusiven Stabilität und (iii) zur chemischen Stabilität. Die von uns vorausgesagten Phasendiagramme [1] wurden inzwischen von Holt und Gaitan [2] nachgemessen und die vorgeschlagenen Mechanismen experimentell bestätigt.

[1] S. Hilgenfeldt, D. Lohse und M. Brenner, Phys. Fluids 8, 2808-2826 (1996); M. Brenner, D. Lohse, und T. Dupont, Phys. Rev. Lett. 75, 954-957 (1995); D. Lohse et al., “Sonoluminescing air bubbles rectify argon”, Preprint (1996)

[2] G. Holt und F. Gaitan, Phys. Rev. Lett. 77, 3791 (1996)