【超快干擾技術，使飛濺】

明道

【超快干擾技術，使飛濺】

 

 

衍射技術，使飛濺

在美國的物理學家已經開發出一種新的成像技術，讓他們觀察到非常詳細的飛濺過程中。

他們使用的方法，找一個空氣間隙被認為是時形成的液滴撞擊固體表面時，引起的微小水滴濺出來。

雖然他們沒有看到這樣的差距形式，他們能夠得出這樣的結論是不負責飛濺 - 至少在水，甘油滴研究。

一個多世紀以來，物理學家們用高速攝影捕捉發生時，液滴撞擊固體表面的，並產生更小的液滴環飛濺的往往美麗的圖像。

然而，這美麗掩蓋了複雜的物理基礎飛濺，連續幾代物理學家一直在努力了解的過程-這是很重要的，在實際的追求，各種噴漆和農藥的施用。

2005年在芝加哥大學的西德尼·內格爾和他的同事們平添神秘色彩的發現，減少環境空氣中的壓力降低了飛濺量。

這似乎違反直覺，因為它已被認為更大的空氣壓力往往會共同持有的下降，而較低的壓力下，將允許它分解成飛濺。

在哈佛大學邁克爾·布倫納和他的同事們提出的其中一項建議，是當它接近表面的空氣被困在下拉-這是這本薄薄的空氣層，使飛濺。

壓力越低，減截留的空氣，因此飛濺應較小。

其他人，包括納格爾，認為飛濺是由液體和空氣之間的相互作用，因為它壓平，並向外擴散的表面上的邊緣處的下拉。

然而，現在，納格爾和米歇爾·德里斯科爾提出了一個新的技術來監測空氣被困在下降多少。

他們的測量表明，殘留的空氣有沒有做，至少在他們所研究的液體飛濺。

心靈的差距

他們的技術是根據已建立的方法，用於測量的厚度非常薄的膜。

單色光從LED發射在下拉式菜單中，因為它的表面上壓平。

一些該光從表面和一些從液體和夾帶的空氣之間的界面反射。

其結果是一個干涉圖案，從中可以推導出的空氣間隙的厚度。

德里斯科爾和內格爾所面臨的挑戰是實時捕捉到了這個模式 - 特別強調的第一個幾百微秒，這被證明是至關重要的了解被困空氣的作用。

要做到這一點，他們用高速攝像機能夠捕捉到67,000幀每秒的衍射圖案。

Nagel和德里斯科爾也有以確保他們測量的空氣間隙的厚度，並沒有厚度的液體 - 他們通過液體的黑色死亡。

由該對所使用的液體是甘油和水的混合物被選擇，因為它的較高的粘度意味著，飛濺發生衝擊後的時間相對較長。

這使得容易學習的過程比低粘度的流體，例如水的飛濺。

測量顯示，泡沫液下後約50μs後影響。

這個氣泡的行為，在某種程度上，我們可以在我們的實驗調查，與邁克爾·布倫納和他的合作者在理論和模擬預測相一致，納格爾說。

然而，作為液體擴散，出現氣泡稍微平坦滿分，但遠不及作為液體本身迅速。

經過約600微秒的液體的薄片升空膨脹液體從邊緣。

這是這片物理學家相信最終會向上突破，形成飛濺。

然而，在2毫秒，這本薄薄的表還在不斷擴大，但有沒有任何初始液滴形成的標誌。

事實上，該實驗的主要發現是完全由大約150μs衝擊後，泡沫飛濺，而出現晚得多，遠離泡沫。

其結果是，德里斯科爾和Nagel認為飛濺是可能引起的之間的相互作用的抬升片材的邊緣處的平坦化降 - 而不是由下的下拉式菜單中的殘留空氣。

布倫納告訴physicsworld.com，這些實驗不排除空氣層理論，完全是因為使用的流體的粘度遠高於考慮流體的理論。

預測的空氣層具有低粘度，如：水欲滴，他解釋說。

這是非常清楚的，當粘度增加太多的計算，假設分解-然後，我們不知道會發生什麼。

如此看來，納格爾和Brenner有更多的實驗和理論工作要做，分別前的神秘感的飛濺下降的解決。

這些最新的結果在物理描述。快報。107 154502。

關於作者

麥高約翰斯頓是編輯器的physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2011/oct/13/ultrafast-interference-technique-makes-a-splash