Ультразвуковое воздействие вызывает люминесценцию кристаллов

2009-12-24 16:20 463 Нравится

Еще в 1605 году Френсис Бэкон наблюдал свечение, возникающее при

трении куска сахара о твердую поверхность. Долгие годы это явление

оставалось лишь забавным фокусом, который только недавно получил

научное объяснение. Явление получило название триболюминесценции,

иногда его называют также механолюминесценцией или фрактолюминесценцией.

В материалах, имеющих несимметричные структуры - такими, в

частности, являются пьезоэлектрические кристаллы - происходит

разделение зарядов при сжатии кристаллов. Если деформация достаточно

велика, материал разрушается, и образующиеся на поверхности заряды

рекомбинируют с образованием искрового разряда.

Проф. Кеннет Саслик (Kenneth S. Suslick) и д-р Натан Эддингаас

(Nathan C. Eddingsaas) из университета штата Иллинойс обнаружили

возможность усиления этого эффекта путем помещения кристаллов в

расплавленный парафин, в котором растворены различные газы, и

последующей обработки ультразвуковыми волнами. При этом облучении

возникает эффект акустической кавитации, которая проявляется в

возникновении и схлопывание миллионов газовых пузырьков. В результате

кавитации генерируются ударные волны, которые сталкивают отдельные

мелкие кристаллы с огромной скоростью. Ученые зарегистрировали

излучение в случае двух молекулярных кристаллов с пьезоэлектрическими

свойствами - сахарозы и резорцина (ароматическое вещество, производное

бензола).

Если в атмосфере азота разрушить эти кристаллы обычными

механическими средствами, кристаллы люминесцировали, и, кроме того,

возникало и свечение азота. Если те же кристаллы помещали в парафин с

растворенным в нем азотом и подвергали ультразвуковой обработке, то

излучение многократно возрастало - его можно было видеть даже при

дневном свете.

Используемый в этих опытах ультразвук имел частоту в 20 кГц. Ученые

объяснили резкое усиление свечения тем, что разрушение кристаллов под

действием ударных волн приводит к огромному росту поверхности твердого

тела. Излучение наблюдалось и тогда, когда азот заменяли на аргон или

гелий, потенциал ионизации которых гораздо выше.

Профессор Саслик, который занимается изучением ультразвуковых

воздействий около 30 лет, считает это открытие одним из наиболее

значительных в своей научной карьере. Физики по существу получили новый

метод исследования твердых тел. Изучая люминесценцию кристаллов в

условиях ультразвукового облучения, можно проследить условия

образования трещин и разрушения кристаллов, сообщает PhysicsWeb.

Комментарии (0)

Добавить смайл! Осталось 3000 символов
Создать блог

Опрос

Справляется ли со своей работой Кабинет Министров?

Реклама
Реклама