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Ultraschall Levitator

Der Ultrasonic-Levitator ist ein leistungsfähiges Werkzeug, welches eine Vielzahl von Experimenten, wie z.B. Kristallisationsversuche, an einzelnen Partikeln oder Tropfen ermöglicht. Hierbei werden kleine Proben in den Druckknoten eines stehenden Ultraschallfeldes (Ultraschallfalle) berührungslos positioniert und können ohne Störung durch eine Kontaktfläche untersucht werden.

Allgemeines Funktionsprinzip

Die akustische Levitation beruht auf Kräften, die im Ultraschall-Stehwellenfeld auf eine Probe wirken. Hierbei erzeugen Mehrfachreflexionen zwischen einem Ultraschallschwinger und einem stabilen, flachen oder konkaven Reflektor – welcher konzentrisch in einem Abstand eines Vielfachen der halben Wellenlänge ausgerichtet ist – eine stehende Welle mit Schwingungsknoten und -maxima in gleichbleibendem Abstand. Feste oder flüssige Proben mit einem effektiven Durchmesser von weniger als einer halben Wellenlänge können auf Grund von axialem Strahlungsdruck und Radialspannung (Bernoulli) zwischen den Druckknoten berührungslos zum Schweben gebracht werden. Den besten Wirkungsgrad erreicht man dabei bei einem Verhältnis von Wellenlänge zu Probendurchmesser von 3:1.