Untersuchungen an Funkenschallwellen mit Hilfe von Röntgenblitzen

Abstract

Durchleuchtet man mit Hilfe von Röntgenblitzen einen elektrischen Funken in einer dielektrischen Flüssigkeit, z. B. Trichloräthylen, im Augenblick des Durchschlags, so nimmt man nur einen feinen verschwommenen Funkenkanal ohne Ausstrahlung von Schallenergie wahr. Erst einige Zeit später beginnt sich der Durchschlag deutlich in einen zentralen Entladungsraum und einen ihn ringförmig umgebenden Verdichtungsraum aufzuspalten. Dann läuft in etwa 10-6 sec explosionsartig eine Schallwelle mit etwa 10 km/sec Geschwindigkeit unter dynamischen Drucken zwischen 104 und 105 kp/cm2 ab, die aber rasch wieder an Geschwindigkeit verliert. Der sich dabei ausdehnende Entladungsraum sendet fortwährend in die schon vorverdichtete Umgebung schnelle Schallwellen aus, die den Verdichtungsraum erfüllen und die charakteristische Ausprägung der Funkenschallbilder unter mittleren Dichtesteigerungen um + 30% und unter dynamischen Drucken um 104 kp/cm2 verursachen. Nach etwa 50 Mikrosekunden ist die Schallgeschwindigkeit wieder auf ihren konstanten Normalwert von 1050m/sec abgefallen. Die Funkenschallbilder sind nicht nur von dem Zeitmoment ihrer Aufnahme und der jeweiligen Entladungsstromstärke, sondern auch von der Dicke der Flüssigkeitsschicht, in der die Schallwellen laufen, abhängig. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Verdichtungsraumes nimmt mit abnehmender Schichtdicke schneller als die Ausdehnungsgeschwindigkeit des zugehörigen Entladungsraumes ab. Dadurch kommt in sehr dünnen Schichten eine außerordentlich starke Kompression der Materie zustande, die sich, wie an verschiedenen Flüssigkeiten gezeigt wird, in einer Verdoppelung und Verdreifachung der Dichte und damit einer beträchtlich erhöhten Röntgenstrahlabsorption bemerkbar macht. Der Verdichtung ist aber dadurch eine Grenze gesetzt, daß mit abnehmendem Elektrodenabstand der Durchschlag nicht mehr durch einen Hauptkanal, sondern durch viele zusätzliche kleine Funkenkanäle vor sich geht.