Γιατί χρησιμοποιούμε κηροζίνη σε υπερηχητική περίθλαση αλλά όχι νερό;
1. Ακουστική αντίσταση:
* κηροζίνη: Έχει χαμηλότερη ακουστική αντίσταση από το νερό. Αυτό σημαίνει ότι τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσω κηροζίνης με λιγότερη αντίσταση, επιτρέποντας την καλύτερη μετάδοση και ελάχιστη αντανάκλαση στο όριο μεταξύ του υπερηχητικού μετατροπέα και του υγρού.
* νερό: Έχει υψηλότερη ακουστική αντίσταση. Αυτό προκαλεί σημαντική ποσότητα προβληματισμού στο όριο, που σημαίνει ότι η λιγότερη ηχητική ενέργεια εισέρχεται στο νερό και είναι διαθέσιμη για περίθλαση.
2. Απορρόφηση:
* κηροζίνη: Απορροφά τα ηχητικά κύματα λιγότερο από το νερό. Αυτό σημαίνει ότι το ηχητικό κύμα ταξιδεύει περαιτέρω στην κηροζίνη πριν χάσει την ενέργειά του, επιτρέποντας σαφέστερη παρατήρηση των προτύπων περίθλασης.
* νερό: Απορροφά τα ηχητικά κύματα πιο εύκολα. Αυτό σημαίνει ότι τα ηχητικά κύματα χάνουν γρήγορα την ενέργεια στο νερό, καθιστώντας τα πρότυπα περίθλασης λιγότερο διακριτά.
3. Ιξώδες:
* κηροζίνη: Έχει χαμηλότερο ιξώδες από το νερό. Αυτό συμβάλλει σε λιγότερη απώλεια ενέργειας καθώς τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσω της κηροζίνης, καθιστώντας τα πρότυπα περίθλασης πιο έντονα.
* νερό: Έχει υψηλότερο ιξώδες, οδηγώντας σε περισσότερη κατανάλωση ενέργειας καθώς τα ηχητικά κύματα ταξιδεύουν μέσα από αυτό, προκαλώντας τα πρότυπα περίθλασης να είναι λιγότερο καθορισμένα.
4. Πρακτικές εκτιμήσεις:
* κηροζίνη: Είναι άμεσα διαθέσιμο, σχετικά φθηνό και ασφαλές στη χρήση σε ελεγχόμενα εργαστηριακά περιβάλλοντα.
* νερό: Ενώ είναι άμεσα διαθέσιμη, παρουσιάζει προκλήσεις λόγω της υψηλής απορρόφησής του, οδηγώντας σε λιγότερο ξεχωριστά πρότυπα περίθλασης. Το νερό χρειάζεται επίσης προσεκτικό χειρισμό για να αποφευχθεί η μόλυνση και να εξασφαλίσει σταθερά αποτελέσματα.
Συνοπτικά:
Η κηροζίνη είναι το προτιμώμενο μέσο για πειράματα υπερηχητικής διάθλασης, επειδή η χαμηλότερη ακουστική αντίσταση, η χαμηλότερη απορρόφηση και το χαμηλότερο ιξώδες επιτρέπουν στα ηχητικά κύματα να ταξιδεύουν μέσω της με λιγότερη αντίσταση και απώλεια ενέργειας. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα σαφέστερα και πιο εύκολα παρατηρήσιμα πρότυπα περίθλασης σε σύγκριση με τη χρήση νερού.
