第四十九章：跳动
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----^^Bonjour.DienstagNachmittagTee📖
休息休息♨️（《Sendtoyou.》）：“emmmm，阿幕，我今儿看到一篇文章，文章的标题是《用声音炸出一道光》！”“声致发光？！”“yep，我记得在报纸上偶然看到过一个令人震惊的科学报道《肥皂泡的温度比太阳还要高？》，看到后很是吃惊诶。默默把这个似乎匪夷所思的冷知识记下来时，良好的批判性思维让我保持了理智。”“所以你决定亲自查证，结果呢？”“果然是我书读太少，太天真，差点就信了！”“是的，这是个流言，在肥皂泡泡突然破裂的一瞬间，它的温度到底是多少呢，科学家测量了这个温度，结果令他们震惊不已：当液态的肥皂泡猛地收缩破裂时，它内部的温度大约为20000℃，比太阳的表面温度还高4倍。其实这是误导。气泡温度高不假，的确有一种泡泡破裂时可以达到上万度，但是这不是肥皂泡，而是水中的空穴在声波作用下内爆的结果。这个假新闻其实来源你一开始说的十分有趣的自然现象——声致发光。”“怎么说？！”“其实，提到声致发光，就不得不提到枪虾。它是一种生活在地中海的生物，虽然没有皮皮虾那么出名，但也很厉害的。这种家伙长两只螯，一大一小，其中大螯可以长到虾体一半的长度。与对称的小螯不同，大螯有一边不能移动，具有一个空穴；另一边则是一个可移动的，刚好能插入空穴的活塞。换句话说，它带了一把高压水枪在身上，枪虾也因此而得名。大螯的肌肉强壮有力，当活塞合上的时候，从空穴中挤出来的水柱速度可达32m/s。快速通过的水柱与周围相对静止的水形成了一个低压空间，低压在水里产生了微小的气泡，紧接着，这些微小气泡在周围水体的压力下会瞬间破裂。气泡破裂发出咔嗒咔的声音，同时，在气泡破裂的一瞬间，周围水体的温度可以达到惊人的近4500℃的高温，十分接近太阳表面的温度5000多℃，并且会发出极短的一道光。这就是虚假报道里耸人听闻的那部分。以上现象被叫作声致发光Sonoluminescence。最先发现这种现象的是德国科隆大学的H·Frenzel和H·Schultes。当时研究者在显影液里放入超声转换器，试图加快显影速度，结果却在底片上看到了大量的微小光斑。他们猜测这和气泡有关，但没有条件深入研究这些光斑是怎么回事，因为气泡存在的时间太短了。当时是1934年，正是希特勒掌权，由于其他技术不够发达，并没有引起人们关注，但也可能是1934年其他的破事太多了，导致忽略了。”“然后呢？”“1990年，由美国华盛顿大学D·F·Gaitan发现的单泡声致发光现象Singlebubblesonoluminescence引起了广泛讨论，并由美国洛杉矶加州大学S·J·Putterman研究小组对这种现象的重要特征进行了测定。他们的办法是：在高度去气的纯水里，用注入气泡的方法实现单泡声致发光，这是一种稳定的、确定空间位置的、时间同步的，气泡脉动发光过程。只是由于实验条件的限制，没能直接探测到发光气泡内部经历的过程，所以当时的解释也是停留在假设的阶段。声致发光的吸引人之处在于，它本身携带的一些特殊性质，以及它谜一样的产生过程和原理。直到20世纪末期我们才搞清楚它的基本原理：当足够强度的声波通过液体的时候，会在液体里产生空穴——可能是本来就有的小气泡，也可能是通过空化作用产生的新泡泡。这和肥皂泡完全是两码事。另一方面，在气泡坍塌过程中，温度的升高导致各种化学反应开始发生。大多数分子间会彼此反应，反应可以带来能量。在足够高的温度下，比如太阳的温度，水分子会被分解，化学键断裂，能量被吸收。但当这些断裂的化学键重新组合时，它们会释放能量，这时就可能产生轻微的闪光。现代研究还发现，声致发光产生的光线可以形成连续的光谱，激波导致的轫致辐射是目前较多人接受的单泡声致发光机制。这一理论认为，温度和压强的升高是因为气泡内汇聚产生了激波，于是气体分子电离成为等离子体，其中自由电子的热轫致辐射导致了发光。”“那我的puter，关于高温的原因是？”“关于高温的原因，比较有说服力的应该是2005年自然杂志上DavidJ.hS.Suslick的一篇文章。名字叫做--Plasmaformationandtemperaturemeasurementduringsingle-bubblecavitation.他们在文章开头说单泡声致发光是由气泡压缩时产生的极端温度和压力引起的，等离子体的出现触发了发光现象。由于发光时间太短，而且光会被周围的液体吸收，光谱也并不完全。对此DavidJ.Flannigan等人开发出了一种奇妙的新办法，他们设法证明了气泡里有等离子态的物质，而其激发能为18电子伏，由此逆推出气泡核心温度接近20000℃。这就是流言里那个太阳温度的来源，但其实并不是每一个气泡都能达到这个温度。”“亲爱的大帅，我有个问题，关于声致发光的应用场景实在太诱人了！”“可爱蔓，这虽然听着很诱人，但目前并没有什么实际的应用。”“okay，明白，那是一道类似的伪科学菜咯。”“emmm，是的，我们需要培养精准的科学态度与精神！”“嗯嘎，明白！”“好啦，好奇的小脑袋，睡觉吧，晚安！”“嗯嘎，晚安！”……四季科学，勤能书海；春夏秋冬，一路求索。你说，我是你体内知识的发条，时刻在探索；我说，你是我眼中勤奋的源泉，每秒都在跳动。好梦，晚安！^～^（2019.11.26点滴随笔）
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