Борис Кудрявцев - О неслышимых звуках

При ультразвуковой деполимеризации имеют место все эти явления.

Теми же свойствами ультразвука, которые вызывают химические превращения, объясняется еще одно интересное явление, называемое звуколюминесценцией.

Проделаем такой опыт. Наполним небольшой цилиндрик с тоненьким дном чистой водой. Затем опустим этот цилиндрик в ванну с трансформаторным маслом, в котором находится колеблющаяся кварцевая пластинка. Затемним комнату и, когда наши глаза привыкнут к темноте, включим ультразвуковой генератор и подвергнем воду в цилиндре интенсивному озвучиванию. Как только ультразвуковые колебания проникнут в воду, мы заметим узкую светящуюся полоску, которая возникает обычно у дна сосуда и реже в верхней его части. Свечение будет усиливаться, расширяться и вскоре заполнит весь сосуд. Некоторое время свечение останется неизменным, затем начнет ослабевать и наконец внезапно исчезнет.

Это свечение и называют звуколюминесценцией.

Изучая звуколюминесценцию, советские исследователи В. Л. Левшин и С. Н. Ржевкин обнаружили много интересного. Оказалось, что если озвучивать глицерин или серную кислоту, возникает точно такое же свечение, как и в воде.

Однако когда для опытов взяли органические жидкости, такие, например, как бензол, этиловый спирт, нитробензол, свечение не появлялось.

Ученым удалось также установить, что с повышением температуры жидкости или при насыщении ее углекислым газом свечение прекращается.

В то же время присутствие в воде таких веществ, как поваренная соль, хлористый кальций, серная кислота, никак не сказывалось на характере свечения.

Что же является источником свечения?

Вы, наверно, уже догадываетесь, что источником свечения являются все те же кавитационные пузырьки. Наполняющие их газы и пары светятся под действием электрического разряда, подобно тому как светятся газосветные трубки, знакомые всем по световой рекламе.

Такое объяснение возникновения звуколюминесценции делает понятными многие особенности этого явления.

Растворенные в воде поваренная соль или серная кислота нелетучи, и потому молекулы этих веществ не будут встречаться в газах, наполняющих кавитационный пузырек, а следовательно, они не будут влиять и на свечение.

Наоборот, угольная кислота летуча и, попадая в кавитационные пузырьки, гасит свечение.

Повышение же температуры вызывает увеличение количества паров воды внутри пузырька, и тем самым затрудняет появление электрического разряда и, следовательно, препятствует свечению.

Предполагают, что свечение воды, наблюдаемое при ее озвучивании, может объяснять почернение фотографической пластинки под действием ультразвука.

Если неосвещенную фотографическую пластинку погрузить в дистиллированную воду и подвергнуть действию ультразвука, а затем проявить, то пластинка окажется почерневшей, как будто она была освещена. Степень почернения тем больше, чем больше интенсивность ультразвука. Этим попытались воспользоваться для получения изображения звуковой волны. На рис. 32 воспроизведена подобная ультразвуковая фотография фокусированной волны. Время действия ультразвука на фотопластинку равно 20 минутам. Надо еще раз напомнить, что освещение при получении этой фотографии отсутствовало, ультразвук сам вызвал почернение пластинки.

Фотографическое изображение ультразвуковой волны может возникать и в результате нагрева жидкости, который вызывается ультразвуковой волной.

Расскажем теперь об одной интересной попытке практического использования химического действия ультразвука.

Нагревание, которым сопровождается поглощение ультразвука, и своеобразный характер движения отдельных частиц вещества в ультразвуковой волне приводят к тому, что озвучивание мощным ультразвуком вызывает ускоренное протекание сложных химических превращений, объединяемых под общим названием «старения» вещества.

Мы знаем, что при приготовлении высших сортов водок и вин их специально выдерживают, чтобы они «состарились» и приобрели ценные вкусовые качества.

Старение — медленный процесс, но старение водок и различных ликеров можно ускорить, подвергнув их действию ультразвука. Как оказалось, кондиционность водок и различных ликеров при этом значительно возрастает. После озвучивания напитки приобретают такие качества, которые без помощи ультразвука можно получить лишь в результате длительной выдержки их в специальных условиях. Однако для ускорения старения вин ультразвуком не пользуются, так как во многих случаях он ухудшает их качество — в винах увеличивается содержание кислоты.