Mechanism of two types of Na emission observed in sonoluminescence

Abstract

The sonoluminescence (SL) spectrum of Na atoms revealed that the Na line consists of two components, one of which is a broadened component (broad component) which is shifted from the original D lines, and the other is an unshifted narrow component (narrow component). We spatially separated the continuum, broad, and narrow components by capturing SL images using different optical filters. We also temporally separated these components by measuring SL pulses using respective band-pass filters. The SL image distribution and the timing of the SL pulses were different between the broad and narrow components. The results suggested that the broad and narrow components of Na emission are generated from different bubble populations. The dependences of SL spectra on ultrasonic frequency and dissolved rare gas (He, Ne, Ar, Kr, and Xe) were also investigated. It is concluded that the broad component and a blue satellite peak at 558 nm originate from van der Waals molecules composed of Na and rare-gas atoms. The narrow component was predicted to occur under temperature conditions at bubble collapse higher than that for the broad component.

Sonoluminescence and dynamics of cavitation bubble populations in sulfuric acid

“…Similar observations have been reported for Na salts and SDS in water [35,36,37,38,39]. The emission of alkali metal lines itself [40,41] is a phenomenon that gives important information on the collapse modalities of the emitting bubbles.…”

Introduction of measurement techniques in ultrasonic electronics: Basic principles and recent trends

“…Some mechanisms of sonoluminescence have been revealed recently. [308][309][310] However, the detailed mechanisms of the action of ultrasound-activated microbubbles are still unknown. To help solve this problem, measurement techniques to observe the relationship between the acoustic pressure and the properties of microbubbles, such as diameter and density, have actively been proposed.…”

Время-коррелированный счет фотонов для оценки длительности вспышек Na и континуума в спектрах многопузырьковой сонолюминесценции

“…Длительность излучаемого пакета фотонов, его форма, последовательность вспышек отдельных компонент спектра являются важными данными для изучения природы явления. Для оценки длительности вспышек СЛ были использованы три метода: прямые измерения осциллографом для МПСЛ в [7][8][9][10][11][12] и для СЛОП в [3]; с использованием стрик-камеры для СЛОП [13][14][15][16]; в [17,18] метод время-коррелированного счета фотонов (time-correlated single-photon counting -TCSPC) был успешно применен для измерения длительности вспышки СЛОП.…”

“…Данные по длительности вспышек Na и континуума для режима МПСЛ представлены в [9,10,12]. В [9] длительность вспышек Na при МПСЛ раствора NaCl в этиленгликоле, насыщенном аргоном, оценена как 10 и 70 ns для высокой и низкой мощности ультразвука.…”

“…В [10] для МПСЛ водного раствора NaCl в аргоне показано, что вспышки Na распределены по периоду ультразвука шире и хаотичнее, чем вспышки континуума. По результатам, представленным в [12] для водного раствора NaCl в ксеноне, можно видеть, что временной интервал между вспышками Na и континуума в пределах одного периода ультразвука может превышать 25 ns. Синхронные измерения вспышек Na и континуума для пузырька, генерированного лазером, были проведены в [19].…”