Fotoacústica pulsada de alta precisión en NO₂-N₂

• Autores: Slezak, Verónica Beatriz
• Año de publicación: 1999
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Fuente: An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 1999;01(11):138-141
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Cuando una muestra gaseosa en una celda es irradiada con radiación láser resonante con una de las transiciones de las moléculas, parte de la energía absorbida se convierte en cinética provocando una onda de presión, detectable con un micrófono, que contiene información de los fenómenos físicos presentes. En este trabajo se estudiaron los modos acústicos de una celda de geometría cilíndrica excitados al irradiar muestras de NO₂/N₂ con pulsos de un láser de colorante sintonizable en la región de 440 nm. El análisis de Fourier de la señal consiste de una serie de picos de resonancia en frecuencias que dependen de la geometría de la celda y de la mezcla de gases. Los picos presentan un perfil lorentziano cuyo ancho está asociado con las pérdidas de calor por viscosidad y conductividad térmica tanto volumétricas como superficiales. Éstas dependen de la presión total de la muestra, de la geometría de la cavidad resonante y de las propiedades termodinámicas de los gases. Variando la presión de N₂ se relevó la forma del espectro en frecuencias de la señal y, ajustando con un modelo teórico, se determinó cuál de estos fenómenos es dominante. Este estudio permite la optimización del diseño de celdas para detección optoacústica con el fin de mejorar la sensibilidad para la medición de trazas
When a gaseous sample in a cell is irradiated with resonant laser radiation, part of the absorbed energy is converted into kinetic energy giving origin to a pressure wave, which contains information about the physical processes occurring after light absorption. In this work, the acoustical modes of a cylindrical cell are detected with a microphone when pulses from a dye laser emitting in the 440 nm region excite samples of NO₂/N₂. The Fourier analysis of the signal consists of resonance peaks which depend on the cell geometry and the gas mixture. The peaks present a lorentzian profile whose shape depends on the energy losses due to surface and volume viscosity and heat conduction, which are determined by the total sample pressure, the resonant cavity geometry and the gases thermodynamic properties. The peak corresponding to the second order longitudinal mode in the frequency spectrum was studied for different values of N₂ pressure in order to determine the importance of each energy loss process and to optimize cell designs for optoacoustic detection of atmospheric trace gases
Fil: Slezak, Verónica Beatriz. Centro de Investigaciones en Láseres y Aplicaciones (CONICET–CITEFA). Buenos Aires. Argentina