實驗名稱：單氣泡聲致發光實驗

實驗目的：驗證聲致發光，為后續實驗做論證和鋪墊。

測試設備：射頻功率放大器、信號發生器、示波器、壓電陶瓷、圓底燒瓶、高速攝像機等。

實驗過程：100mL左右的球形燒瓶裝滿水，水是經過特殊處理的，就是把溶于水中的空氣排除掉。燒瓶兩側用環膠粘上壓電陶瓷。信號發生器產生激勵信號，通過射頻功率放大器放大從而驅動壓電陶瓷，激發出超聲波。調節信號頻率使燒瓶產生共振，其中心成為超聲駐波波腹。用針管注入一個氣泡，氣泡會在聲壓作用下靜止在駐波波腹。小心調節聲強，關上燈，黑暗中裸眼可以觀察到藍白色的光點，就像夜空中的星星。

圖1-1單氣泡聲致發光實驗框圖

實驗結果：實驗室中可以測量單氣泡聲致發光光譜，光譜似乎與黑體輻射譜相像。計算表明，溫度越高軔致輻射的貢獻越大，光譜呈現連續譜特征；溫度相對不太高時，原子或分子線譜成分增大。一般在聲致發光溫度區域，軔致輻射以短波為主，所以，亮氣泡發光呈現藍白色，而惰性氣體原子線譜主要集中在低頻波段，所以暗氣泡通常帶有紅色。若液體是鈉鹽溶液，氣泡內可能濺進鈉原子，激發鈉雙線，因而有時氣泡還會呈現黃色。通過觀察聲致發光光譜或觀察氣泡顏色，可以估計氣泡溫度大致高低。實驗發現，在水中大量空化氣泡一起發光時，光譜中線譜成分占優，

而單氣泡聲致發光光譜多數情況是連續譜，以此可以推斷，單氣泡情形，其達到的高溫遠高于多氣泡發光時其中個體氣泡能達到的高溫。濃硫酸與水的情況有些區別，圖2-2是濃硫酸中空化氙氣泡發光照片，讀者可以比較圖2-1和圖2-2，注意圖2-1中只有一個氬氣泡，而圖2-2中卻是由成千上萬個氙氣泡組成。近期的理論研究表明，多氣泡情形，氣泡之間的相互作用其實是抑制空化強度，所以，此時氣泡壓縮過程受到其他周圍氣泡的牽制，劇烈程度減弱，氣泡內部達到的高溫自然比單氣泡情形較低。

圖2-1濃硫酸（85%）中單個氬氣泡聲致發光

圖2-2大量空化氙氣泡聲致發光形成火焰狀圖案

?射頻功率放大器推薦：ATA-8000系列

圖：ATA-8000系列射頻功率放大器指標參數

應用：無損檢測、聲動力治療、聚焦超聲、超聲霧化、藥物控釋、超聲醫療測試、細胞腫瘤消融

本資料由Aigtek安泰電子整理發布，更多案例及產品詳情請持續關注我們。西安安泰電子Aigtek已經成為在業界擁有廣泛產品線，且具有相當規模的儀器設備供應商，樣機都支持免費試用。

審核編輯 黃宇