بررسي توليد و انگيزش اپتواكوستيكي صوت‌هاي اول و دوم در هليوم چهار ابرشاره با در نظر گرفتن سازوكار الكترواستريكشن

The Study of Optoacoustic Excitation and Generation of First and Second Sound Waves in Superfluid Helium4 Considering Electrostriction Mechanism

در اين مقاله از يك روش اپتواكوستيكي براي توليد صوت‌هاي اول و دوم در هليوم چهار ابرشاره استفاده شده است. با استفاده از معادلات هيدرو ديناميك خطي و انجام محاسبات عددي به دو معادله موجي مربوط به نوسانات فشار و دما نسبت به زمان مي‌رسيم و دو سازوكار دمايي و الكترواستريكشن را در اين معادلات مشاهده مي‌كنيم. در اين مقاله بررسي‌ها به قسمت‌هاي شفاف هليوم چهار ابرشاره معطوف مي‌باشد. در اين قسمت ضريب جذب اپتيكي B بسيار ناچيز مي‌باشد در اين قسمت نور ورودي جذب نمي‌شود بلكه عبور مي‌كند و تنها سازوكار غالب سازوكار الكترواستريكشن مي‌باشد. در اين مقاله دو صوت مورد بررسي قرار مي‌گيرد صوت اول كه انتشار ارتعاشات فشار و صوت دوم كه انتشار ارتعاشات دما در هليوم چهار ابرشاره مي‌باشند. بعد از توليد معادلات موجي، نور ليزر را به‌شكل يك موج پيوسته بر هليوم چهار ابرشاره وارد كرده، نتايج آن‌را كه توليد صوت‌هاي عادي و سريع حركت و آرام حركت مي‌باشند، مشاهده مي‌كنيم. همچنين با كاهش دامنه شعاعي پرتو ليزر، دامنه ارتعاشات فشار و دما در هليوم چهار ابرشاره افزايش مي‌يابد.

The present paper applies an optoacoustic method for generation of the first and second sound waves in superfluid helium4. Two wave equations related to pressure and temperature vibrations in time unit are concluded using linear hydrodynamic equations and conducting numeral calculations, and two thermal and electrostriction mechanism are observed. Analyses incurred in this paper are related to crystal parts of superfluid helium. Absorption coefficient of these crystal parts is nearly zero, and the only dominant mechanism is electrostriction one. Two sound waves are studied including first sound wave that is propagation of pressure vibrations and second sound wave that is propagation of temperature vibration in superfluid helium4. We shine laser light in the form of a continuous wave on superfluid helium4 after generating wave equations, and observe generation normal first and second sound waves and fast and slow sound waves in superfluid helium4.We Also observed that reducing of the laser beam radius amplitude (w), increases the pressure and temperature vibrations amplitude in superfluid helium4.