Сонолюминесценция одиночного пузырька

Сонолюминесценция одиночного пузырька возникает, когда акустически захваченный и подвергающийся периодическому возбуждению газовый пузырёк схлопывается настолько сильно, что концентрация энергии при схлопывании приводит к испусканию света. Детальные эксперименты продемонстрировали уникальные свойства этой системы: спектр испускаемого света обычно имеет максимум в ультрафиолетовой области и сильно зависит от типа газа, растворённого в жидкости; небольшие количества примесных благородных газов или других загрязнителей могут резко изменять интенсивность светового излучения, на которую также влияют небольшие изменения других рабочих параметров, главным образом давления возбуждения, концентрации растворённого газа и температуры жидкости. В статье рассматриваются экспериментальные и теоретические исследования, направленные на понимание этого явления. Имеющиеся в настоящее время данные согласуются с описанием сонолюминесценции, обусловленной адиабатическим нагревом пузырька при схлопывании, который приводит к частичной ионизации газа внутри пузырька и к тепловому излучению, такому как тормозное излучение. После краткого исторического обзора авторы рассматривают основные направления исследований: в разделе II описывается классическая теория динамики пузырька, разработанная Рэлеем, Плессетом, Просперетти и другими исследователями, а в разделе III — исследования динамики газа внутри пузырька. По-видимому, ударные волны внутри пузырька не играют заметной роли в этом процессе. В разделе IV обсуждаются гидродинамическая и химическая устойчивость пузырька. Для устойчивой сонолюминесценции одиночного пузырька необходимо, чтобы пузырёк сохранял устойчивость формы и диффузионную устойчивость; вместе с условием концентрации энергии это определяет область параметров, в которой происходит светоизлучение. В разделе V описываются эксперименты и модели, посвящённые происхождению светового излучения. В заключительном разделе представлен обзор известных результатов и намечены некоторые направления дальнейших исследований.