เมนูนำทาง
ฟอง
ฟองก่อตัวและรวมตัวกันเป็นรูปทรงกลม เนื่องจากรูปร่างเหล่านั้นอยู่ในสถานะพลังงานที่ต่ำกว่า สำหรับคำอธิบายทางฟิสิกส์และเคมี โปรดดู การก่อตัวตกตะกอน (Nucleation)
ฟองอากาศ สามารถมองเห็นได้เนื่องจากมี ดัชนีการหักเหของแสง (RI) ที่แตกต่างจากสารโดยรอบ ตัวอย่างเช่น RI ของอากาศมีค่าประมาณ 1.0003 และ RI ของน้ำอยู่ที่ประมาณ 1.333 กฎของสเนลล์ อธิบายว่าการเปลี่ยนทิศทางคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่วนต่อประสานระหว่างสองตัวกลางที่มีค่า IR ต่างกัน ดังนั้นจึงสามารถระบุฟองอากาศได้จากการหักเหของแสง และการสะท้อนกลับหมดของแสง แม้ว่าตัวกลางที่ถูกแช่และในน้ำจะมีความโปร่งใสก็ตาม
คำอธิบายข้างต้นอธิบายเฉพาะฟองของสื่อหนึ่งที่จมอยู่ในตัวกลางอื่นเท่านั้น (เช่น ฟองก๊าซในน้ำอัดลม) ปริมาตรของฟองเมมเบรน (เช่นฟองสบู่) จะไม่บิดเบือนแสงมากนักและสามารถมองเห็นฟองเมมเบรนเนื่องจากการแทรกสอดในฟิล์มบาง (thin-film diffraction) และการสะท้อนแสงสมบูรณ์ (specular reflection)
การก่อตัวตกตะกอน (Nucleation) สามารถเกิดขึ้นได้โดยเจตนาเช่น การสร้าง bubblegram ในของแข็ง
ในการถ่ายภาพอัลตราซาวนด์ทางการแพทย์จะใช้ฟองอากาศห่อหุ้มขนาดเล็กที่เรียกว่า คอนทราสต์เอเจนต์ เพื่อเพิ่มความคมชัด
ในการพิมพ์แบบอิงค์เจ็ท ฟองไอของน้ำหมึกเป็นตัวกระตุ้น บางครั้งใช้เป็นตัวกระตุ้นให้ทำงานในงานไมโครฟลูอิดิกส์ อื่น ๆ ได้แก่ ในงานอณูชีววิทยา เช่น การวิเคราะห์ดีเอ็นเอ [3]
การสลายตัวอย่างรุนแรงของฟองอากาศ (โพรงอากาศ) ใกล้พื้นผิวที่เป็นของแข็ง และผลของการเกิดไอพ่นปะทะ (การย้อยกลับของกระแสก๊าซหรือของเหลวที่พ่นออกมาอย่างรวดเร็วก่อนหน้า) ที่เกิดขึ้นนำไปใช้เป็นกลไกของการทำความสะอาดด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง ปรากฎการณ์เดียวกันนี้ในขนาดที่ใหญ่กว่าใช้ในอาวุธระเบิดแบบวิ่งเข้าหาเป้า เช่น บาซูก้า และตอร์ปิโด กุ้งดีดขันยังใช้ผลของฟอง (โพรง) ที่ยุบตัวเป็นอาวุธ ผลเดียวกันนี้ใช้ในการรักษานิ่วในไตซึ่งเรียกว่าการใช้คลื่นเสียงนอกกายสลายนิ่ว (extracorporeal shock wave lithotripsy, ESWL) สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลเช่น โลมา และ วาฬ ใช้ฟองอากาศเพื่อความบันเทิงหรือเป็นเครื่องมือช่วยล่าเหยื่อ เครื่องเติมอากาศ (aerator) ใช้หลักการนี้โดยทำให้เกิดการสลายตัวของก๊าซในของเหลว โดยการฉีดฟองอากาศซึ่งเพิ่มแรงดันของน้ำในขณะที่ใช้ปริมาณน้ำลดลง
วิศวกรเคมี และ วิศวกรโลหการ อาศัยฟองอากาศในการปฏิบัติงาน เช่นการกลั่น การดูดซับ การลอยตัว และการทำแห้งแบบพ่นฝอย กระบวนการที่ซับซ้อนเหล่านี้มักต้องคำนึงถึง มวล การถ่ายเทความร้อน และการสร้างโดยการจำลองแบบจากหลักพลศาสตร์ของไหล [4]
ตุ่นจมูกดาว และหนูผี สามารถดมกลิ่นใต้น้ำได้โดยหายใจเข้าทางรูจมูกอย่างรวดเร็วและทำให้เกิดฟอง [5]
เมื่อฟองอากาศถูกรบกวน (เช่น เมื่อฉีดฟองก๊าซใต้น้ำ) ผนังฟองจะสั่น ซึ่งมักสังเกตเห็นได้ยากจากการถูกบดบังของการวิรูปของทรงฟอง (การเสียรูปของฟอง) ที่เห็นได้ง่ายกว่าจากขนาดของปรากฏการณ์ที่มีขนาดใหญ่กว่ามาก องค์ประกอบของการแกว่งจะเปลี่ยนปริมาตรของฟอง (หมายถึงการไหลที่เป็นจังหวะ เช่น ชีพจร) ในกรณีควบคุมที่ไม่มีสนามเสียงจากภายนอกรบกวนจะทำให้เกิดความถี่ธรรมชาติของฟอง การไหลเป็นจังหวะเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในการแกว่ง (oscillation) จากการเปลี่ยนปริมาตรของก๊าซจะทำให้ความดันเปลี่ยนไปเป็น และนำไปสู่การเปล่งเสียงสะท้อน (emission of sound) ตามความถี่ธรรมชาติของฟอง สำหรับฟองอากาศในน้ำฟองอากาศขนาดใหญ่ (ในสภาวะความตึงผิวและการนำความร้อน ที่เล็กน้อย) จะผ่านการไหลเป็นจังหวะแบบอะเดียแบติก ซึ่งหมายความว่าจะไม่มีการถ่ายเทความร้อนจากของเหลวไปยังก๊าซหรือในทางกลับกัน ความถี่ธรรมชาติของฟองดังกล่าวถูกกำหนดโดยสมการ: [6] [7]
f 0 = 1 2 π R 0 3 γ p 0 ρ {\displaystyle f_{0}={1 \over 2\pi R_{0}}{\sqrt {3\gamma p_{0} \over \rho }}}ตัวแปร :
สำหรับฟองอากาศในน้ำ ฟองอากาศขนาดเล็กกว่าจะผ่านการไหลเป็นจังหวะในกระบวนไอโซเทอร์มอล (กระบวนการเปลี่ยนแปลงที่อุณหภูมิคงที่ ความดันและปริมาตรจะเปลี่ยนไป) สมการที่สอดคล้องกันสำหรับฟองอากาศขนาดเล็กของแรงตึงผิว σ (ในสภาวะความหนืดของของเหลวมีเล็กน้อย) คือ [7]
f 0 = 1 2 π R 0 3 p 0 ρ + 4 σ ρ R 0 {\displaystyle f_{0}={1 \over 2\pi R_{0}}{\sqrt {{3p_{0} \over \rho }+{4\sigma \over \rho R_{0}}}}}ฟองอากาศที่กลอกกลิ้งจากการติดอยู่ใต้ผิวน้ำ เป็นที่มาของเสียงของเหลวที่สำคัญ เช่น ฟองอากาศภายในข้อนิ้วของเราและเสียงของการหักข้อนิ้ว [8] หรือ เมื่อเม็ดฝน กระทบผิวน้ำ [9][10]
เมนูนำทาง
ฟองใกล้เคียง
แหล่งที่มา
WikiPedia: ฟอง