共鳴法による100KHz〜2MHz域での超音波吸収の精密測定

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前年度の研究報告では100KHz〜2MHzの低周波域で、精度よく液体及び溶液中の超音波吸収量を測定すべく、90mmφの大口径水晶振動子を用いた超音波共鳴器を設計・試作しその基本的な性能について報告した。今年度は試作した超音波共鳴器の性能とその低周波限界をベンゼンおよび水で、さらに詳細に調べ、超音波吸収量、既知の液体を基準に用いる相対測定法を取れば、200KHz域まで、±0.1×【10^(-17)】【S^2】【cm^(-1)】の精度で、液体および溶液の超音波吸収量が測定できることが明らかとなった。本年度はこの超音波共鳴器を用いて、低周波域の測定が特に重要である界面活性剤-臭化ドデシルトリメチルアンモニウム(DTAB)-水溶液の超音波吸収を200KHz〜10MHz域で、精密に測定し、CMC(臨界ミセル濃度)に充分近い濃度域を含む、広い濃度範囲で超音波緩和スペクトロスコピーの全貌を高い精度で明らかにした。この超音波緩和スペクトルは単一緩和の理論式で完全に表わすことができた。この超音波緩和の緩和時間と緩和強度の両面からの矛盾のないデータ解析に基づき既応のTeubnerの緩和理論の検証を行った。その結果、Teubnerの理論に含まれる問題点を実験的に明らかにすることが出来た。また本実験で得たミセル系の緩和時間は、従来、P-jump法と超音波緩和法で得られる緩和時間の谷間に込り、測定不可能な領域であったが、本実験で始めて、この空白の時間領域を、高精度の実測値でうめることができた。さらに本年度は測定の迅速化・高精度化をはかるために、本超音波共鳴法の測定システムをマイクロコンピューターPC9801-M3で駆動する様、システムの開発し、自動測定によるデーターの取込み、ソフトウェアーによる共鳴点の中心周波数、半値幅などの、計算処理が出来るように整備した。