ضيائية صوتية: الفرق بين النسختين

تم إضافة 602 بايت ، ‏ قبل 6 سنوات
دمج من مقالة الصوتضوئية
(الرجوع عن التعديل 12664631 بواسطة (نقاش) استرجاع معلومات حذفت إنشاء صفحة بعنوان آخر بالمحتوى نفسه)
(دمج من مقالة الصوتضوئية)
'''الضيائية الصوتية''' {{إنج|<small>Sonoluminescence</small>}} هي ظاهرة انبعاث ومضات [[ضوء|ضوئية]] من فقعاتفقاعات غازية تقوم بالانخساف في وسط [[سائل]]، تحت تأثير موجات [[صوت|صوتية]]. وهي تجلب اهتمام الفيزيائيين في كون هذه الظروف تترافق مع تركيز عالي [[طاقة|للطاقة]]، لفترة وجيزة من الزمن، يمكن أن تتحقق من خلالها بدايةببداية [[اندماج نووي|انصهار نووي حراري]]. ولكن هذا الأمر ما زال محل اختلاف.
 
== نظرة عامة ==
[[ملف:Sonoluminescence.jpg|تصغير|ضيائية صوتية مدتها 10 ثوان من انهيار فقاعة مستحثة بموجات فوق صوتية.]]
يمكن إحداث الضائيةالضيائية الصوتية بواسطة موجات تضاغطيةانضغاطية، تكون ذات قوة كافية لإحداث انخساف سريع لفجوة وسط سائل. هذه الفجوة يمكن أن تكون موجودة سلفاًسلفًا في شكل فقاعة غازية، أو يمكن إحداثها من خلال عمليةبعملية تسمى [[تفجيةتكهف|بالتَفجِيةالتكهف]] {{إنج|<small>Cavitation</small>}}. في ظروف المختبر، يمكن جعل الإشعاع الضوئي ثابتاً،ثابتًا، وذلك بترك الفجوة تتوسع ثم تنهار بشكل دوري،دوريًا، حيث تنبعث منها ومضات مع كل انهيار. ولكي يتحقق هذا، علينا إنشاء موجة صوتية دائمة داخل السائل. ويجب أن يظل [[ضغط|الضغط]] داخل الفقاعة عند مضاد عقدة الموجة الصوتية الدائمة. يختلف [[تردد]] [[رنين (فيزياء)|الرنين]] مع شكل وحجم المستوعب الذي توجد به الفقاعة.
 
إن حركة تمدد الفقاعة وتقلصها وًّصّفت لاحقًا من قبل عالمين، بمعادلة رياضية سميت باسميهمها "Rayleigh–Plesset equation" :
{{دمج|الصوتضوئية}}
 
<math>R\ddot{R} + \frac{3}{2}\dot{R}^{2} = \frac{1}{\rho}\left(p_g - P_0 - P(t) - 4\mu\frac{\dot{R}}{R} - \frac{2\gamma}{R}\right)</math>
'''الضيائية الصوتية''' {{إنج|<small>Sonoluminescence</small>}} هي ظاهرة انبعاث ومضات [[ضوء|ضوئية]] من فقعات غازية تقوم بالانخساف في وسط [[سائل]]، تحت تأثير موجات [[صوت|صوتية]]. وهي تجلب اهتمام الفيزيائيين في كون هذه الظروف تترافق مع تركيز عالي [[طاقة|للطاقة]]، لفترة وجيزة من الزمن، يمكن أن تتحقق من خلالها بداية [[اندماج نووي|انصهار نووي حراري]]. ولكن هذا الأمر ما زال محل اختلاف.
 
== نظرة عامة ==
[[ملف:Sonoluminescence.jpg|تصغير|ضيائية صوتية مدتها 10 ثوان من انهيار فقاعة مستحثة بموجات فوق صوتية.]]
يمكن إحداث الضائية الصوتية بواسطة موجات تضاغطية تكون ذات قوة كافية لإحداث انخساف سريع لفجوة وسط سائل. هذه الفجوة يمكن أن تكون موجودة سلفاً في شكل فقاعة غازية، أو يمكن إحداثها من خلال عملية تسمى [[تفجية|بالتَفجِية]] {{إنج|<small>Cavitation</small>}}. في ظروف المختبر، يمكن جعل الإشعاع الضوئي ثابتاً، وذلك بترك الفجوة تتوسع ثم تنهار بشكل دوري، حيث تنبعث منها ومضات مع كل انهيار. ولكي يتحقق هذا، علينا إنشاء موجة صوتية دائمة داخل السائل. ويجب أن يظل [[ضغط|الضغط]] داخل الفقاعة عند مضاد عقدة الموجة الصوتية الدائمة. يختلف [[تردد]] [[رنين (فيزياء)|الرنين]] مع شكل وحجم المستوعب الذي توجد به الفقاعة.
== تفسير الظاهرة ==
لا تزال الظاهرة غير مفسرة بشكل جيدجيدًا إلى الآن ،الآن، فلا نملك سوى تفاسير مقترحة للظاهرة. ، يعضبعض التفاسير يعزو الإشعاع إلى الحرارة ، والحرارة، وأخرى إلى ظاهرة" [[{{وإو|نص=الضيائية الاحتكاكية|عر=ضيائية احتكاكية|تر=Triboluminescence]]}}، "وهي ظاهرة التي يتولد فيها [[الضوء]] نتيجة تحطم الروابط الكيميائية في جزيئات المواد ، كماالمواد، ويوجد تفاسير أخرى معتمدة على [[الكهرطيسية]] الكلاسيكية وأخرى إلى ظاهرة [[نفق ميكانيكا الكم]] أو النفق الكمومي. وكما تشملوتشمل بعض التفاسير ظاهرة [[أشعة انكباح]] وتفاسير أخرى عزت الظاهرة إلى ظواهر الضوء الكوانتي، وكذلك ظاهرة الإنفراغالانفراغ الهالي ( نسبة إلى [[هالة الشمس)" [[Corona discharge]]")
[[Image:Sonoluminescence.png|center|600px|thumb|من اليسار إلى اليمين: ظهور فقاعة، التوسع البطيء، تقلص سريع ومفاجئ، إشعاع الضوء]]
 
===تفسير مهم===
في عام 2002 نشر ثلاثثلاثة باحثين هم M. Brenner, S. Hilgenfeldt, and D. Lohse ،ورقة بحثية من 60 صفحة ،صفحة، أشارت إلى دور محتمل لل[[غاز نبيل|غازات النبيلة ]] في حدوث الإضاءة ،الإضاءة، فمن المعلوم أن الهواء يحوي بشكل طبيعيطبيعيًا على نسبة ضئيلة من الغازات النبيلةالنبيلة، ،تلكتلك النسبة على صغرها كافية لإحداث الإشعاع الضوئي، إذ ان الفقاعة وبسبب سلسلة من التفاعلات الكيميائية المرافقة لعملية توسع الفقاعة وتقلصها المتكرر، سيتم إخلائهاستفرغ - حسب التفسير- من الاوكسجينالأوكسجين والنتروجين الموجود داخلها ،داخلها، فلا يتبقى سوى الغازات النبيلة. ،وفيوفي ظاهرة شبيهة بالتي تحدث في أجهزة الإنارة -الفلاش- المعتمدة على غاز الأرغون مثلاً ،مثلاً، يحدث الإشعاع الضوئي داخل الفقاعة أثناء انهيار الفقاعة، يولد الماء المحيط بها من كل ناحية، ضغطًا وحرارة شديدين، إذ تصل درجة الحرارة في الفقاعة نحو من 10000 كلفن، هذه الحرارة ستأيِّن نسبة قليلة من الغاز النبيل الموجود في الفقاعة، وكمية الغاز النبيل المتأين تلك صغيرة كفاية لأن تبقي الفقاعة شفافة، متيحة المجال لحدوث إشعاع ضوئي حجمي داخل الفقاعة، وسطحي على سطحها، ومدة الإشعاع السطحي تعتمد على عدة عوامل منها طول موجة الضوء المنبعث، حيث تسبب الإلكترونات المتأينة ما يعرف بـ [[أشعة انكباح]] نتيجة تفاعلها مع ذرات الغاز المعتدلة المتبقية في الفقاعة، وعندما تنخفض طاقة الموجة المشعَّة، تعود الإلكترونات لتتحدد مع ذراتها ممهدة لتكرار تسلسل الأحداث مرة أخرى حيث يحدث الإشعاع الضوئي بتواتر زمني شبه ثابت. ومما يثير الاهتمام هنا، أن النتائج التجريبية تطابقت إلى حد معقول مع الحسابات النظرية، بحيث يمكن أن تعزى الفروقات إلى بعض التبسيطات والتقريبات الحسابية، مما يزيد من أسهم هذا التفسير مقارنة مع تفاسير أخرى.
أثناء إنهيار الفقاعة ، يولد الماء المحيط بها من كل ناحية ، ضغط وحرارة شديدين ، إذ تصل درجة الحرارة في الفقاعة نحو من 10000 كلفن، هذه الحرارة ستأيِّن نسبة قليلة من الغاز النبيل الموجود في الفقاعة، وكمية الغاز النبيل المتأين تلك صغيرة كفاية لأن تبقي الفقاعة شفافة ، .متيحة المجال لحدوث إشعاع ضوئي حجمي داخل الفقاعة ، وسطحي على سطحها ، ومدة الإشعاع السطحي تعتمد على عدة عوامل منها طول موجة الضوء المنبعث ، حيث تسبب الإلكترونات المتأينة ما يعرف بـ [[أشعة انكباح]] "[[bremsstrahlung]]"نتيجة تفاعلها مع ذرات الغاز المعتدلة المتبقية في الفقاعة،و عندما تنخفض طاقة الموجة المشعَّة، تعود الإلكترونات لتتحدد مع ذراتها ممهدة لتكرار تسلسل الأحداث مرة اخرى حيث يحدث الإشعاع الضوئي بتواتر زمني شبه ثابت ومما يثير الإهتمام هنا أن النتائج التجريبية تطابقت إلى حد معقول مع الحسابات النظرية ، بحيث يمكن أن تعزى الفرقات إلى بعض التبسيطات والتقريبات الحسابية ، مما يزيد من اسهم هذا التفسير مقارنة مع تفاسير أخرى .
=== التفسير الكوانتي ===
فرضية مثيرة وغريبة اقترحها الفيزيائي Julian Schwinger وهي احتمالية التفسير اعتمادااعتمادًا على فرضية إشعاع كازمير ،كازمير، وهي تقترح انأن الإشعاع الصوتضوئي ربما يكون قد تم توليدهتولد بواسطة الفراغ داخل الفقاعة في عملية مشابهة للإشعاع هوكينغ المتولد في أفق الحدث في الثقوب السوداء، وطاقة الفراغ هذه جاءت من النظرية الكوانتية والتي تفترض أن الفراغ يحوي على جسيمات افتراضية ،افتراضية، وعليه فإن التآثر السريع بين الماء والفراغ داخل الفقاعة ،الفقاعة، سيحول الفوتونات التخيلية الموجود في الفراغ داخل الفقاعة إلى فوتونات حقيقية ،حقيقية، وإن صح هذا التفسير على غرابته ،غرابته، سيكون اولأول دليل تجريبي على إشعاع الفراغ الكوانتي.
=== الإنصهارالانصهار النووي البارد ===
إن الحرارة العالية داخل الفقاعة حثت أحد العلماء "Rusi Taleyarkhan" لإقتراحلاقتراح الإنصهارالانصهار النووري البارد كتفسير لتلك الظاهرة ،الظاهرة، إذ تنصر بعض الذرات المتمركزة في مركز الفقاعة مسببة الإشعاع الضوئي الملحوظ ،الملحوظ، و بشّر العالم بأنهم على أعتاب إكتشافاكتشاف طاقة نظيفة جديدة لاتنضب ،لاتنضب، إلا أن الورقة التي نشرها لم تحظى بقبول المجتمع العلمي .
إن الحرارة العالية داخل الفقاعة حثت أحد العلماء " Rusi Taleyarkhan
 
" لإقتراح الإنصهار النووري البارد كتفسير لتلك الظاهرة ، إذ تنصر بعض الذرات المتمركزة في مركز الفقاعة مسببة الإشعاع الضوئي الملحوظ ، و بشّر العالم بأنهم على أعتاب إكتشاف طاقة نظيفة جديدة لاتنضب ، إلا أن الورقة التي نشرها لم تحظى بقبول المجتمع العلمي .
==اقرأ أيضًا==
* [http://www.syr-res.com/article/R1690.html التألق الصوتي]، الباحثون السوريون، تاريخ الولوج 20 شباط/فبراير 2015.
 
 
{{بذرة فيزياء}}
 
19٬632

تعديل