液体中的激光超声脉冲

强度调制的光束或脉冲光束投射到媒质中（可以是固态、液态、气态或等离子体等各种物态的媒质)，媒质吸收光能而激发出声波的效应酶为光声效应．早在1880年贝尔[M)首先在固体中观察到光声效应．但在此后很长的一段时间里，光声效应的研究进展缓慢．这主要是因为当时缺乏强光源和检测弱信号的手段，以致光声效应的实际应用价值未能充分显示．随着强光源的相继问世，例如各种激光器和强氙灯光源，以及弱信号检测技术的不断发展，从20世纪70年代以后，光声效应的研究取得迅速进展．由于光可以在各种媒质中激发声波，而利用检测到的声波反过来可获得有关媒质的光学、热学、力学以及媒质内部结构等特性的信息，光声效应已广泛应用于物理、化学、生物、医学以及海洋、环境和材料科学等多个领域．本将介绍脉冲激光在液体中激发超声脉冲方面的研究现状，特别着重于液体中脉冲激光激发超声脉冲的机制及其应用前景．     

方兴未艾的超声空化技术应用

超声波与声波一样,是物质介质中的一种弹性机械波,其频率范围为2×104Hz～109Hz.超声波在物质介质中可形成介质粒子的机械振动.当超声波能量足够高时,就会产生超声空化现象:液体中的微气泡在声场作用下发生一系列动力学过程,压力波的作用使流体中分子的平均距离随着分子的振动而变化,在超声波纵向传播形成的负压区微气泡产生、生长,而在正压区又迅速崩溃、闭合.理论和实验已证实,空化过程可以把声场能量集中(聚焦)起来,伴随空化泡崩溃瞬间,在空化泡周围的极小空间内产生异乎寻常的高温(＞5000K℃)、高压(＞5×107Pa)、强冲击波和射流等极端物理条件,其能量效应和机械效应会引起特殊的物理和化学效果.     

用导数光声光谱技术测量人血特征吸收峰

用一种新的高灵敏度的导数光声光谱技术对健康人、妊高征病人、白血病病人各3例的血液以及40例鼻咽癌病人血液进行吸收光谱测试，获得不同血液的一阶导数和二阶导数光声谱。结果：(1)导数光声光谱技术比普通光声吸收光谱技术具有更高的检测灵敏度，一些用普通光声吸收谱不能确定的弱吸收峰或肩峰，用一阶和二阶导数光声谱可以测量出来；(2)许多人的血液的光声谱在637和664nm附近有吸收峰，目前尚未见到报道。结论：用导数光声光谱技术可以检测出普通光声吸收光谱技术难以发现的人血中的弱吸收峰，为生物医学研究提供一种新的分析和诊断方法。     

银河系中央发现能量来自超级黑洞的巨大气泡

“黑洞”一直以来都非常吸引科学家及民众的研究和关注，在人们的认识中，“黑洞”的引力如此强大，就连光也不能逃脱出来。而美国天文学家日前宣布了一条消息，他们发现银河系中央分离出两个巨大的“气泡”，其中包含巨大能量，这些能量可能就来自银河系中心产生的超级黑洞。     

基于声透镜的三维同时光声层析成像技术

提出了一种能实现连续分布物体的三维同时光声层析成像的新方法, 利用一个具有二维并行成像能力而且具有较大焦深的声透镜, 把一个三维物体并行成像在声透镜的像面上. 由于声透镜具有较大焦深, 可以把不同物面的光声信号准确成像在同一像面. 根据成像系统的正弦定理, 同一物面所产生的光声信号同时到达像面, 而不同物面所产生的光声信号需要不同的时间到达同一像面, 由于光速远大于声速, 因此可以利用时间分辨技术实现三维物体的同时光声层析成像. 实验结果表明, 该成像系统可以同时获得三维物体的不同层面的层析图像.     

声振动对秀丽隐杆线虫转向行为的影响

秀丽隐杆线虫是一种典型的模式生物,且其神经系统对光、电、热梯度以及化学药物等有反应.本文报道了声振动对线虫转向行为影响的研究.建立了一套实时的声波作用线虫的电脑成像系统,实现拍摄并统计分析指定区域内多条线虫的行为;基于粒子追踪与形状分析算法,量化线虫行为;利用OFV-5000模块化激光测振系统测量培养基在声波作用下的振动;通过改变声波的位移振幅及频率等参数探讨声振动对线虫转向行为的影响.定义声感系数来衡量线虫转向行为受声振动影响的大小.实验结果表明:秀丽隐杆线虫可以感受到声振动,并且对声振动具有一定的适应性;相对于野生型线虫N2,机械力感觉神经元存在缺陷的突变体线虫mec-4,mec-7对声振动的响应减弱,表明机械力感觉神经元参与了对声波的感应;对于同一频率的声波,位移振幅的增加刺激了线虫的转向行为;但在固定位移振幅下,随着频率的升高,线虫的转向行为呈现先增强后减弱的趋势.本文的工作为进一步探究声波对线虫神经系统的作用并用于治疗神经系统疾病奠定了理论及实验基础.     

低温光声探测器及其对高T_c超导材料的实验

现代凝聚态光声光谱技术兴起后不久,1976年Murphy等人就进行过液氮温区的低温光声实验。所用装置的结构及使用方法均很复杂,而且存在来自沸腾液氮的噪声,并且声从池内经细长管传至池外的微音器不很有效。为了更方便有效地进行液氮温区的光声实验,从而对高T_c超导材料低温物性作光声探测,作者研制了一种较简单的低温光声池,该光声池采用纤维导光束作为光入射窗口,导光束入光端完全处于室温条件,而出光端则处于低温下的样品室内。光声池采用双层结构减少了     

现代人音乐疗法趣谈

音乐疗法，是通过生理和心理两个方面的途径来治疗疾病。一方面，音乐声波的频率和声压会引起生理上的反应。音乐的频率、节奏和有规律的声波振动，是一种物理能量，而适度的物理能量会引起人体组织细胞发生和谐共振现象，能使颅腔、胸腔或某一个组织产生共振，这种声波引起的共振现象，会直接影响人的脑电波、心率、呼吸节奏等。     

高能荷电粒子水声效应的激光模拟实验

关于高能荷电粒子水声效应的研究,现阶段主要是从理论和实验两方面研究发声机制。目前讨论的发声机制主要有:热声、微气泡形成或分子离解。加速器质子束的水声实验,未观察到微气泡形成或分子离解所预期的贡献,结果表明,对声压的贡献来自热声,即荷电粒子     

气悬微粒声凝聚效率与声场参数的关系

用声学方法凝聚和沉降气悬微粒时,合适地选择声波频率和声场强度等参数以提高声凝聚效率十分重要。早在本世纪三十年代,Brandt等人曾得到计算声凝聚过程最佳声波频率的近似公式:     

为什么下雪天很宁静

我们也许会有这种感觉．就是当下雪的时候，觉得天地之间宁静了许多。为什么人们会有这种感觉呢？原来这里面暗藏着一些物理学和心理学的科学道理呢。首先，从物理学的角度讲，一方面，柔软的雪会吸收声波．本来在地表反射的声波被吸收了；另一方面，落雪形成的帷幕会阻挡高频的声音，让远方传来的声音变得低沉：而且，踩雪的“吱吱”声也会盖住一些其他的杂声。     

光子:买一送三

研究人员发现，有一种方法能使最新的发光二极管（IEDs）在消耗相同的能量下发出比普通IJEDe多出3倍的光。这对于用户来说，无疑像爱买便宜货的家庭主妇碰到了打折优惠的良机。据《自然》杂志2月17日报道，这个方法的优点就在于能够大幅降低LED显示屏的工作电力，从而使汽车收音机、手机和便携式计算机的性能得到大幅提高。在有机LEfls中，受电子激发的有机分子通过放出光子来降低能量，这一过程称为荧光过程。但是，一般说来，只有四分之一的受激分子发出光子，其余四分之三则通过放热来降低能量。这是因为在激发态中，一个分子的两个…     

聚合物破坏过程中的光、电效应

聚合物在拉伸形变过程中,或者在机械力破坏条件下,如粉碎或碾磨,以及在热、声、光等各种能量对它进行破坏时,均伴随电子的激励现象。电子的激励在宇宙间任何地方均有电场或磁场存在,聚合物     

石墨烯热致发声器件的新进展

<正>热致发声器是一种基于焦耳热直接转换为声波的能量转换器,其工作原理是对介质(如空气,水等)中的导体施加交变电流,产生周期性变化的焦耳热脉冲,使周围介质发生周期性膨胀,从而产生声波,即热致发声.热致发声器具有频响范围宽、无需振动元件的显著特点,在模拟发声、三维成像等领域具有潜在的应用.因此,近年来受到人们的广泛关注.南京航空航天大学纳米科学研究所郭万林教授团队以三维泡沫状石墨烯材料构建热声元件,发现其能显著抑制基底热散失,产生高的声压,提高发声效     

稳态声空化泡的高精度测量技术

根据稳态声空化泡的周期颤动特征, 提出了一种高精度测量气泡大小随时间演化过程的方法.这种方法运用了可数字移相的脉冲激光照明技术和长距离显微技术, 通过激光器、声光调制器、脉冲发生器和长距离显微镜等实验仪器来实现. 一系列不同相位的气泡图像直接显示了声空化泡半径的时间演化规律. 实验结果与Rayleigh-Plesset 气泡动力学模型很好地拟合, 同时还得到重要的模型参数——声空化泡的平衡半径.     

盛夏防晒伤

首先,较为理想的方法是涂抹防晒霜。研究表明,阳光中不同波长的光具有不同的能量。紫外线波长较短,能量较高,因而对人体皮肤作用也更强烈。皮肤对波长2800—3000埃的紫外线有极强的吸收作用,科学家把这一波段称"晒伤区",而把波长为3000—4000     

太阳中微子气泡模型

狄拉克曾提出过电子的气泡模型,在这个模型中,电子被视为电磁场中的一个气泡。一个静止电子的能量可以写成为     

水生动物之婚配

唱着情歌求爱 各种鱼类都有自己的语言,它们能说也能听.一般来说,鱼类在产卵求偶时期,随着发音增多,音调也会变得兴奋和亲切.如黄鱼平时唱歌只发出“沙沙啦啦”的声音,而排卵时歌声的音调则丰富起来,如“呜呜”、“咕咕”、“咯咯”,接着又变为“咕咕咕”、”咯咯咯”,好像办喜事时的锣鼓声或抱窝母鸡的叫声.又如雄性黑线鳕鱼在春天的产卵季节会发出一种活泼轻快的、有军乐效果的气泡声,用以诱惑雌性.如果有几条雄性鱼同时竞争,那么发出气泡声最响、发声时间最长的“鼓手”为胜者.然后,当雌性被“鼓声”渐渐吸引过来时,雄性便使出全身解数加速发声,直到这种气泡声变成“嗡嗡”声为止.     

危险的喷嚏

正响亮的喷嚏声有时会让人感到尴尬,因此有人会在打喷嚏紧捂口鼻,但这一动作可能存在着很大的风险。一位英国男子在想打喷嚏时捏住鼻子,捂住嘴,把喷嚏硬生生地"憋回去"了。他随即感觉到喉咙像被撕裂了一样疼痛不已,脖子也肿胀起来,于是立刻前往医院进行检查。CT扫描结果显示,他的颈部皮肤下有许多气泡,胸腔中也有一些气泡(纵隔气肿)。医生判断,这名男子吞下去的喷嚏在他的咽部撕开了一     

融光学与超声的新扫描技术

如果光能穿过物体，而非反射回来，则人们就可通过“光线电话”进行交谈了。1880年，亚历山大·G·贝尔（Alexander G.Bell）曾当众表演借助光束通话的装置。贝尔的发明源自他的一项发现：将某些物质暴露在聚焦的闪烁光束下，这些物质就会发出声来—现在称之为光声效应。