Вимущений ефект Доплера на стінках газової бульбашки термокапілярно захопленої лазерним промінем у поглинаючій рідині

V. I. Lymar V.N. Karazin Kharkiv National University
N. A. Kazachkova V.N. Karazin Kharkiv National University
O. I. Kofman V.N. Karazin Kharkiv National University
N. V. Slabunova V.N. Karazin Kharkiv National University
N. A. Luzan V.N. Karazin Kharkiv National University

Ключові слова: термокапілярна пастка, газова бульбашка, розсіювання лазерного світла, інтерференційна картина, показник заломлення, ефект Доплера

Анотація

Продемонстровано можливість контролю та управління розміром газової бульбашки, яка знаходиться у поглинаючій світло рідині та захоплена у лазерну термокапілярну пастку. Груба структура інтерференційних картин, що спостерігаються у відбитому та пройденому світлі, пояснюється якісно в рамках двопроменевого наближення. Рух інтерференційних смуг можна розглядати як прояв ефекту Доплера на рухомих стінках бульбашки. Запропоновано метод визначення відносного показника заломлення двох суміжних середовищ з рухомою границею розділу між ними через вимірювання відношення доплерівських зсувів частот. Наявне двократне розходження у значеннях цього відношення, передбаченого теоретично та виміряного експериментально, пояснюється як прояв особливого вимушеного характеру ефекту Доплера, який реалізується експериментально при нерівноважних термодинамічних умовах, зумовлених дією лазерного випромінювання.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

Lankers M., Khaled E.E.M., Popp J., Rossling G., Stahl H., and Kiefer W., Determination of size changes of optically trapped gas bubbles by elastic light backscattering, Appl. Opt., vol. 36, No.7, pp.1638-1643, 1997.

Yarovaya R.G., Makarovskii N.A., and Lupashko N.A., Influence of a laser beam on the motion of gas bubbles in an absorbing liquid, Sov. Journ. Tech. Phys., vol. 33, No.7, pp. 817-821, 1988.

Bazhenov V.Yu., Vasnetsov M.V., Soskin M.S., and Taranenko V.B., Dynamics of laser-induced bubble and free-surface oscillations in an absorbing liquid, Appl. Phys. B, vol. B49, pp. 485-489, 1989.

Ivanova N.A., Bezugliy B.A., Optical thermocapillary trap for a bubble, Pis’ma Zhurn. Tekhn. Fiz., vol. 32, No.19, pp. 66-71, 2006. (in Russian).

C.F. Bohren, and D.R. Huffman, Absorption and scattering of light by small particles (Wiley, New-York, 1983).

G. Gouesbet, G. Grehan, Generalized Lorenz-Mie theories (Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg, 2011).

I. Ye. Tamm, Foundations of electricity theory (Nauka, Moscow, 1989). (in Russian).

See, please, the internet site “The Optics of a Water Drop (Mie Scattering and the Debye Series)” by Prof. Philip Laven: http://www.philiplaven.com/ index1.html; http://www.philiplaven.com/mieplot.htm/.

A.D. Butenko, N.A. Kazachkova, O.I. Kofman and V.I. Lymar, “Optical gas bubble management” at its laser thermo-capillary trapping in an absorbing liquid, ME-21 in Proceedings of the 10th Int. Conf. on Laser-light and Interactions with Particles, F. Onofri and B. Stout, eds., Aix-Marseille University, Marseille, August 2014.

R.P.Feynman, R.B. Leighton, M. Sands, The Feynman lectures on physics (Addisson-Wesley Pub. Co., Reading-London, 1963).