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UP: Umweltphysik

UP 7: Aerosole und Laborexperimente

UP 7.2: Vortrag

Montag, 18. März 2002, 15:30–15:45, HS 16

Stabilität hochgeladener Mikrotröpfchen und das Rayleigh - Limit — •Denis Duft¹, Thomas Leisner¹, Bernd Huber² und Claude Guet³ — ¹TU Ilmenau, Institut für Physik, Weimarer Str. 32, 98693 Ilmenau — ²CEA-Grenoble, 17, rue des Martyrs, F-38054 Grenoble Cedex 9, France — ³CEA-DAM, IDF, F- 91680 Bruyeres le Chatel, France

Die Spaltung elektrisch geladener Tropfen ist ein Prozess, der bei der Ladungsseparation in Gewitterwolken sowie in verschiedenen technischen Anwendungen wie Elektrospray - Ionisation, Brennstoff - Einspritzung oder Tintenstrahldruck eine wichtige Rolle spielt. Lord Rayleigh zeigte im Jahr 1882 in einer theoretischen Untersuchung, dass die Spaltung der Tropfen auf eine Instabilität der Quadrupol-Schwingungsmode der Tropfenoberfläche zurückgeht. Die Grenze der Stabilität, das sogenannte Rayleigh - Limit, konnte allerdings in neuen Experimenten nicht bestätigt werden. Es wurde vermutet, dass andere Kanäle existieren, die zur Spaltung der Tropfen vor Erreichen des Rayleigh - Limits führen können. Wir berichten nun von der direkten Beobachtung von Explosionen geladener Tropfen in denen die Amplitude und Phase von erzwungenen Quadrupol - Oszillationen der Tropfenoberfläche als Indikator für die Stabilität der Tropfen dient. Wir beobachten, dass die Coulomb-Instabilität mit der Divergenz der Amplitude der Quadrupolschwingung einhergeht, welches einen direkten Beweis für die Gültigkeit der Rayleigh’schen Theorie darstellt.