Levitation von einzelnen Mikrotropfen in einer Elektrodynamischen Falle






Mit Hilfe einer elektrodynamischen Falle nach Paul ist es möglich einzelne geladene Tropfen lange Zeit in der Schwebe zu halten. Da diese Tropfen keinen Wandkontakt besitzen, ist es möglich sie stark zu unterkühlen bzw. zu übersättigen. Mit dieser Methode lassen sich sehr gut Prozesse von Wolkentropfen in der Atmosphäre, aber auch grundlegende Eigenschaften von unterkühlten Flüssigkeiten studieren. Ein spezieller Schwerpunkt liegt auf der Erforschung von Gefriermechanismen.
 
 

Foto eines Glykoltropfens kurz nach 
Verlassen der Spritzendüse

Foto eines schwebenden Glykoltropfens 
in der Falle

Zu diesem Zweck sind in dieser Arbeitsgruppe zwei Apparaturen aufgebaut worden, die jeweils bis 180 K kühlbar sind. Der Tropfen wird über einen Piezo-Injektor von oben eingeschossen und mit einem Helium-Neon-Laser (l=632 nm) bestrahlt. Bezüglich dieser Wellenlänge liegt der Durchmesser des Tropfens (ca. 50 mm) in einer  Größenordung, bei der sich ein charakterischisches winkelabhängiges Streumuster ergibt. Die Analyse des gestreuten Lichtes läßt Rückschlüsse auf die Größe und den Aggregatszustand des Tropfens zu.

Intensität des elastisch gestreuten Lichtes eines Tropfens mit
Durchmesser von 50 mm berechnet nach der Theorie von Gustav Mie.


 





Projekte:
 

Homogene Nukleation von H2O und D2O
An diesem Experiment arbeitet: Peter Stöckel

Eigenschaften unterkühlter Elektrolyttropfen
An diesem Experiment arbeitet: Juliane Klein

Gefrierverhalten der n-Alkane
An diesem Experiment arbeitet: Inez Weidinger


Alle Projekte wurden in enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe von Prof. Wöste am Fachbereich Physik der Freien Universität Berlin und Prof. Leisner vom Fachbereich Umweltphysik der TU Ilmenau entwickelt.