Sonoluminiscencia: sonido en la luz

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SONOLUMINISCENCIA: SONIDO EN LA LUZ
Noviembre de 2010
Nathalia Castiblanco1; Felipe Mateus2; Camilo López3; César Rodríguez4

RESUMEN
En este trabajo se estudiaron las diferentes limitaciones que aparecen en la concentración de energía en un sistema sonoluminiscente. Esta concentración de energía está asociada a la obtención de altas temperaturas y a la emisión de luz a partir de lacompresión violenta de una burbuja en un campo de presión variable. Utilizando el agua como herramienta de trabajo, se encontró que el modelo representa correctamente la evolución temporal de la burbuja, en todo el espacio estudiado. Este modelo fue utilizado en el resto del trabajo como predictor de las diferentes inestabilidades que limitan las máximas temperaturas que pueden obtenerse.
ABSTRACTIn this work we studied the various constraints that appear in the concentration of energy in sonoluminescence system. This concentration of energy is associated with the procurement of high temperature and light emission from the violent compression of a bubble in a variable pressure field.
Using water as a working tool, it was found that the model correctly represents the temporal evolution ofthe bubble, the entire study area. This model was used in the rest of the work as a predictor of the various instabilities that limit the maximum temperature can be obtained.

INTRODUCCION:
Sonoluminiscencia es un fenómeno misterioso ocurre cuando las ondas de ultrasonido excitar un líquido, la creación de pequeñas burbujas que emiten luz cuando se colapsan. El efecto se magnifica cuando lasburbujas contienen un gas noble. La frase
sonoluminiscencia significa "luz de sonido".
Este fenómeno aparece cuando una burbuja es atrapada en un nodo de velocidad y antinodo de presión en una onda estacionaria de sonido, a medida que aumenta la amplitud de la onda de sonido, las oscilaciones de la burbuja crecen en amplitud, y para intensidades lo suficientemente altas, la burbuja colapsaviolentamente calentando el gas hasta ionizarlos.
En estas condiciones la burbuja emite un pulso de luz extremadamente breve(entre 50 y 300ps) y que se repite para cada una de los ciclos de la onda de sonido, que es típicamente de unas 30000 veces por segundo.
MARCO TEORICO:
Sonoluminiscencia
La sonoluminiscencia es un fenómeno físico caracterizado por la emisión de luz en líquidos sometidosa ultrasonidos. Según la teoría más aceptada el ultrasonido genera cavidades (burbujas) que colapsan rápidamente. En el colapso se generan temperaturas muy elevadas que pueden alcanzar los 30.000 grados centígrados. En estas condiciones los electrones se separan de los núcleos de los átomos y se genera un plasma. Éste emitiría la luz observada. También es posible el proceso inverso convertir la luzgenerada nuevamente en líquido.
La sonoluminiscencia puede o no puede ocurrir siempre que una onda sonora de intensidad suficiente induzca una cavidad gaseosa dentro de un líquido a un contracción rápida. Esta cavidad puede tomar la forma de una burbuja pre-existente, o puede generarse a través de un proceso conocido como la cavitación. La sonoluminiscencia en el laboratorio puede hacerse estable,para que una sola burbuja se expandiera y contraiga repitiéndose una y otra vez en un modo periódico, emitiendo un estallido de luz cada vez que colapsa. Para que esto ocurra, una onda acústica es ubicada dentro de un líquido, y la burbuja se ubica a un anti-nodo de presión en la onda estacionaria. Las frecuencias de resonancia dependen de la forma y tamaño del recipiente en que la burbuja secontiene.
Los pequeños destellos de las burbujas son sumamente cortos, entre 35 y unos cientos microsegundos, con las intensidades máximas del orden de 1-10 mW. Las burbujas son muy pequeñas cuando ellos emiten el resplandor, cerca de 1 micrómetro de diámetro que depende del fluido ambiente (por ejemplo el agua) y el gas contenido en la burbuja. 

La sonoluminiscencia o emisión de luz provocada...
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