400. . . 600 нм, но большая часть измерений была выполнена с помо-
щью зеленого лазера (530 нм, мощность 200 мВт). Диафрагмы, уста-
новленные на входных окнах, ограничивают луч эксимерного лазера
размерами 14
×
7 мм, диаметр луча подсветки 2 мм. Оптическая часть
канала регистрации рассеянного света состояла из линзы, выполня-
ющей одновременно роль окна камеры, диафрагмы, расположенной
в месте изображения линзой области пересечения луча ArF-лазера
и зондирующего луча, а также набора светофильтров, установлен-
ных перед фотоэлектронным умножителем (ФЭУ). Одновременно с
регистрацией рассеянного под углом 90
◦
света регистрировалось пол-
ное рассеяние света по изменению интенсивности проходящего света
лазера подсветки.
Разброс энергии лазерного импульса у эксимерного ArF-лазера зна-
чителен, поэтому была установлена система контроля, позволяющая
измерять энергию каждого импульса. Система калибровалась по кало-
риметрическому измерителю излучения ИМО-2.
Исследование “спонтанной” конденсации.
Изложим сначала экс-
периментальные результаты по конденсации водяных паров в воздухе
в отсутствие добавок и без лазерного воздействия на них. Процессы
конденсации воды в камере Вильсона обычно описываются с помо-
щью так называемой капельной модели [9]. В рамках этой модели
есть только один параметр — степень перенасыщения
ε
=
P
r
/P
∞
,
который определяет возможность спонтанной конденсации (
P
r
— ре-
альное давление водяных паров;
P
∞
— давление насыщенного пара
при данной температуре).
В экспериментах можно было независимо изменять как степень пе-
ренасыщения, так и начальную концентрацию молекул воды. В связи
с этим установили следующее: степень перенасыщения, необходимая
для спонтанной конденсации воды, очень сильно зависела от началь-
ной концентрации молекул воды. Так, при температуре 20
◦
С и да-
влении водяных паров, равном давлению насыщенного пара 17,5 торр,
для конденсации достаточна степень перенасыщения
ε
= 8
,
0
, но при
снижении давления водяных паров до 5 торр, требуется степень пере-
насыщения около 100.
Объяснить наблюдаемую картину можно только одним способом.
При снижении исходной концентрации молекул воды, уменьшаются
предельные размеры центров конденсации. По формуле Кельвина кри-
тический радиус
r
капли связан с пересыщением зависимостью вида
ln
P
r
/P
∞
= 2
σM/
(
rRT ρ
)
,
где
σ
,
M
,
T
,
ρ
— поверхностное натяжение, молекулярный вес, тем-
пература и плотность жидкости;
R
— универсальная газовая постоян-
ная. При степени перенасыщения 100 критический радиус капли равен
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2014. № 3
57
