Povijesni i teorijski pregled sonoluminiscencije

undergraduate thesis

• Title (english): Historical and theoretical survey of sonoluminescence
• Author: Ema Podravski
• Mentor: Vladimir Dananić (mentor)
• Committee member: Vladimir Dananić (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Sanja Lučić Blagojević (član povjerenstva)
• Committee member: Mirela Leskovac (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Chemical Engineering and Technology; Zagreb
• Defense date and country: 2019-09-16, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Physics

Abstract

Cilj ovog rada je prikazati povijesni razvoj i teorijske osnove sonoluminiscencije. Sonoluminescencija, prevođenje zvuka u svjetlost, fenomen je koji pomiče mehaniku fluida izvan njenih granica. U općem dijelu objašnjeni su osnovni pojmovi vezani uz sonoluminiscenciju te njezino nastajanje. Navedene su karakteristike zvučnih valova kao i princip rada ultrazvuka čija primjena u tekućem mediju stvara kavitacijske mjehuriće. Formiranje, rast i kolaps mjehurića, pod utjecajem ultrazvuka, poznato je kao akustična kavitacija. Kavitacijski mjehurići, zbog vrlo visokih temperatura nastalih u posljednjim fazama kolapsa mjehurića, emitiraju svjetlost. Navedeni su uvjeti emisije i temperature koje se postižu u mjehuriću. Pregledni dio sadrži detaljan povijesni pregled te neke od brojnih teorija koje pokušavaju objasniti emisiju svjetlosti. Sonoluminiscenciju su prvi puta opazili Frenzel i Schultes 1934. godine, a 1990. su Gaitan i Crum otkrili sonoluminiscenciju jednog mjehurića. Postoje dvije opće kategorije objašnjenja podrijetla sonoluminiscencije: termička i električna. Trenutno je dominantna termička teorija. Električne teorije sonoluminiscencije bile su među prvima koje su razvijene, ali u posljednje vrijeme izgubile su naklonost. Rezultati slikovno prikazuju sonoluminiscenciju u različitim uvjetima. Raspravlja se o primjerima sonoluminiscencije u biologiji te primjeni u sadašnjosti i budućnosti što uključuje medicinsku dijagnostiku i nuklearnu fuziju.

Abstract (english)

The aim of this paper is to present the historical development and theoretical foundations of sonoluminescence. Sonoluminescence, the transduction of sound into light, is a phenomenon that pushes fluid mechanics beyond its limit. In the general section, basic concepts related to sonoluminescence and its formation are explained. The characteristics of sound waves are stated as well as the working principle of ultrasound, whose application in liquid medium produces cavitation bubbles. Bubble formation, growth, and collapse, under the influence of ultrasound, is known as acoustic cavitation. Cavitation bubbles, due to the very high temperatures generated during the last stages of bubble collapse, emit light. The emission conditions and temperatures reached in the bubble are indicated. The review section contains a detailed historical overview and some of the many theories that attempt to explain light emission. Sonoluminescence was first observed by Frenzel and Schultes in 1934, and in 1990 Gaitan and Crum discovered sonoluminescence of a single bubble. There are two general categories of explanation for the origin of sonoluminescence: thermal and electrical. Thermal theory is currently dominant. Electrical theories of sonoluminescence were among the first to be developed, but have lost favor recently. The results illustrate sonoluminescence in different conditions. Examples of sonoluminescence in biology and applications in the present and future, including medical diagnostics and nuclear fusion, are discussed.

• Keywords: akustični valovi; kavitacija; emisija svjetlosti; sonoluminiscencija
• Keywords (english): acoustic waves; cavitation; light emission; sonoluminescence
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:149:648917
• Study programme: Title: Applied Chemistry - Undergraduate study; specializations in: Environmental chemistry and green technologies, Advanced materials and technologies, Applied organic chemistry; Course: Advanced materials and technologies; Study programme type: university; Study level: undergraduate; Academic / professional title: sveučilišni/a prvostupnik/prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) primijenjene kemije (sveučilišni/a prvostupnik/prvostupnica (baccalaureus/baccalaurea) primijenjene kemije)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Closed access
• Created on: 2023-05-26 13:58:36