München 2004 – wissenschaftliches Programm

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UP: Umweltphysik

UP 22: Das „Aerosol“ im Labor

UP 22.4: Fachvortrag

Dienstag, 23. März 2004, 17:15–17:30, HS 020

Coulomb-Instabilität hochgeladener Wolkentropfen — •René Müller, Tobias Achtzehn, Denis Duft und Thomas Leisner — Institut für Physik, Technische Universität Ilmenau, Postfach 100565, 98684 Ilmenau

Hochgeladene Tropfen haben besondere Bedeutung bei der Bildung von Gewitterwolken sowie bei verschiedenen technischen Prozessen z.B. Tintenstrahldrucker, Elektrosprayionisation, Lackierverfahren und Brennstoffeinspritzung. Lord Rayleigh sagte 1882 voraus, dass die Spaltung geladener Tropfen auf eine Instabilität der Quadrupol-Schwingungsmode der Tropfenoberfläche zurückgeht. Erst durch Untersuchungen von hochgeladenen Mikrotropfen in einem elektrodynamischen Levitator (Paulfalle) konnte diese Theorie bestätigt werden. Dabei regt das elektrische Wechselfeld der Falle die Quadrupoloszillationen der Tropfenoberfläche an. Beim Erreichen der Stabilitätsgrenze, dem Rayleighlimit, wird diese Schwingung instabil und es kommt zum teilweisen Ausstoß von Ladung und Masse in Form von Jets. Mit Hilfe der ultraschnellen Photographie konnten diese Jets erstmals nachgewiesen und zeitaufgelöst beobachtet werden. Wir präsentieren in diesem Beitrag Untersuchungen zur Abhängigkeit der Jet-Dynamik von der Flüssigkeit, der Temperatur und der Tropfengröße.