Διερεύνηηση Του Φαινομένου Της Ηχοφωταύγειας: Πειραματικη Διάταξη Και Εφαρμογές

Abstract

Η ηχοφωταύγεια είναι το συναρπαστικό φαινόμενο κατά το οποίο μία φυσαλίδα αέρα μέσα στο νερό ή σε ένα άλλο υγρό μετατρέπει την ακουστική ενέργεια σε ορατό φώς. Η φυσαλίδα ακτινοβολείται με υπερήχους συγκεντρώνοντας την ακουστική ενέργεια που λαμβάνει από τους υπερήχους κατά περίπου δώδεκα τάξεις μεγέθους, όταν και καταρρέει βίαια εκπέμποντας ένα θολό μπλε φώς το οποίο είναι ορατό με γυμνό μάτι. Το φαινόμενο αυτό έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας τα τελευταία χρόνια και ένα μεγάλο ποσοστό έρευνας αφιερώνεται σ’ αυτό. Επίσης μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι εφαρμογές του κυρίως στα πεδία της ιατρικής και της ενέργειας. Αναμφισβήτητα το φαινόμενο της ηχοφωταύγειας είναι ένα φαινόμενο με μεγάλες προοπτικές το οποίο θα απασχολήσει ακόμα πιο έντονα την επιστημονική κοινότητα και όχι μόνο στο μέλλον.Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε το φαινόμενο της ηχοφωταύγειας τόσο από θεωρητική άποψη όσο και από πειραματική. Επίσης έγινε μια αναφορά στις εφαρμογές της ηχοφωταύγειας αλλά και κάποιες προτάσεις για την μελλοντική της μελέτη.Αρχικά έγινε μια λεπτομερής θεωρητική μελέτη του φαινομένου που περιλάμβανε μια ιστορική αναδρομή, από την ανακάλυψη του φαινομένου μέχρι σήμερα. Μελετήθηκε η δυναμική της ακτίνας της φυσαλίδας και οι εξισώσεις που την περιγράφουν, έγινε μια αναφορά στο σύνολο των παραμέτρων της ηχοφωταύγειας μιας φυσαλίδας και καταγράφηκαν οι παράγοντες που την επηρεάζουν. Επίσης μελετήθηκαν και καταγράφηκαν οι μηχανισμοί που προσπαθούν να εξηγήσουν την προέλευση της εκπομπής του φωτός. Αν και κάποιες θεωρίες είναι αρκετά συνεπής η ακριβής προέλευση του φωτός δεν έχει διευκρινιστεί επακριβώς ακόμα μέχρι και σήμερα.Στη συνέχεια αφού συλλέχθηκαν τα απαραίτητα υλικά και εξοπλισμός, συναρμολογήθηκε η πειραματική διάταξη και στην συνέχεια εκτελέστηκε η πειραματική διαδικασία και καταγράφηκαν τα αποτελέσματα και οι παρατηρήσεις. Στην παρούσα διπλωματική περιγράφεται λεπτομερώς τόσο η συναρμολόγηση της πειραματικής διάταξης όσο και η εκτέλεση της πειραματικής διαδικασίας, καθιστώντας την έτσι ένα πολύ καλό οδηγό για όποιον θέλει να επαναλάβει το πείραμα αυτό στο μέλλον. Εδώ αξίζει να αναφερθεί ότι ο εξοπλισμός που χρησιμοποιήθηκε είναι αρκετά απλός και μπορεί εύκολα να βρεθεί στα ράφια ενός εργαστηρίου ή κάποιου εκπαιδευτικού ιδρύματος, επιτρέποντας έτσι σε οποιοδήποτε ενδιαφερόμενο να εκτελέσει το πείραμα.Μετά την εκπόνηση της πειραματικής διαδικασίας έγινε μια καταγραφή των εφαρμογών της ηχοφωταύγειας και της ακουστικής σπηλαίωσης γενικότερα. Επίσης έγινε μια αναφορά στις μεγάλες προοπτικές του φαινομένου αυτού καθώς και κάποιες προτάσεις για την μελλοντική του μελέτη. Τέλος έγινε μια καταγραφή των τελικών συμπερασμάτων που προέκυψαν κατά την ενασχόληση με το συγκεκριμένο φαινόμενο.