Звуколюминесценция

ЗВУКОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ (сонолюминесценция), свечение жидкости при распространении в ней звука. Световое излучение при звуколюминесценции очень слабое и становится видимым только при значительном усилении или в полной темноте. Такое свечение под действием ультразвука, видимое лишь адаптированным к темноте глазом, открыто в 1934 немецкими физиками Г. Френцелем и Г. Шультесом.

Звуколюминесценция  возникает в жидкости лишь при наличии кавитации. Под действием акустических колебаний звуколюминесценция осуществляется внутри газонаполненных кавитационных пузырьков, пульсирующих в жидкости. Частота акустических колебаний влияет на интенсивность звуколюминесценции и на характер её спектра. При повышении интенсивности акустических колебаний интенсивность звуколюминесценции возрастает. Звуколюминесценция  регистрировалась при гиперзвуковых, ультразвуковых, звуковых и инфразвуковых частотах, а также при гидродинамической кавитации. В многопузырьковых кавитационных полях в жидкости у поверхности раздела с кавитационным пузырьком формируется двойной электрический слой, состоящий из плотной и диффузной частей. Из-за смывания акустическими потоками диффузной части двойного электрического слоя образуется нескомпенсированный электрический заряд. При расщеплении или любой деформации поверхности кавитационного пузырька нескомпенсированный заряд локализуется на части поверхности, обладающей максимальной кривизной. Возникающая при этом напряжённость электрического поля превышает критическую, и внутри кавитационного пузырька развивается электрический разряд. В результате наблюдаются импульсы свечения длительностью около 10 нс, а также расщепляются молекулы жидкости и инициируются звукохимические реакции.

При определённых условиях в стоячей волне возникает также однопузырьковая звуколюминесценция, которая обладает рядом отличий от «обычной» многопузырьковой звуколюминесценции: длительность вспышки 0,2-0,4 нс; более высокая интенсивность свечения; эмиссионный спектр не содержит резонансных линий; излучение мощных ударных волн и т. д. Механизм излучения однопузырьковой звуколюминесценции недостаточно ясен.

Лит.: Маргулис М. А. Звукохимические реакции и сонолюминесценция. М., 1986; Ultrasound: its chemical, physical, and biological effects / Ed. К. S. Suslick. N. Y., 1988; Margulis М. А. Sonochemistry and cavitation. Yverdon, 1995.