Page 70 - 《应用声学》2020年第4期

556 2020 年 7 月

90 1.44 90 0.35
75 1.2 75 0.3
60 0.9 60
β/(O) 45 0.6 β/(O) 45 0.2
30 30
0.1
15 0.3 15
0 -0.007 0 0
0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5
kb kb
(a) ᭆ᫽ a⊳b=1/2 (b) ʷ᫽ a⊳b=1/2
90 1.84 90 0.4
75 1.5 75
60 60 0.2
β/(O) 45 1.0 β/(O) 45
30 0.5 30
15 15 0
0
0 -0.142 0 -0.093
0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5
kb kb
(c) ᭆ᫽ a⊳b=1 (d) ʷ᫽ a⊳b=1
90 2.35 90 0.51
75 2.0 75 0.4
60 1.5 60 0.3
β/(O) 45 1.0 β/(O) 45 0.2
30 0.5 30 0.1
15 0 15 0
0 -0.33 0 -0.12
0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 5
kb kb
(e) ᭆ᫽ a⊳b=2 (f) ʷ᫽ a⊳b=2
图 5 液体椭球粒子的轴向声辐射力
Fig. 5 The axial acoustic radiation force of a liquid spheroid

此可将液体椭球粒子的外表面添加一层极薄的外
4 结论
壳 [14] ，同样也可以达到预想的效果。

光波粒子操控技术的实现和广泛应用，已经充
分证明了粒子操控技术的前景和未来，但是由于高 参 考 文 献
强度光波的损伤和光镊子仪器价格昂贵的特点大
[1] 程建春. 声学原理 [M]. 北京: 科学出版社, 2012.
大限制了粒子操控技术的推广。与之相对应的声波
[2] Ashkin A. Acceleration and trapping of particles by ra-
粒子操控技术能够大大弥补光波粒子操控技术的 diation pressure[J]. Physical Review Letters, 1970, 24(4):
缺点，也必将会拥有更加广泛的应用前景。本文以 156.
刚性椭球粒子和液体椭球粒子为对象，研究了椭球 [3] King L V. On the acoustic radiation pressure on
spheres[J]. Proceedings of the Royal Society of London,
粒子在不同的 Bessel 波束照射下声辐射力的特征。
1934, 147(861): 212–240.
结果表明，对于刚性椭球粒子，扁平椭球粒子相对 [4] Hasegawa T, Yosioka K. Acoustic-Radiation force on a
于细长椭球粒子更有助于激发负声辐射力；对于液 solid elastic sphere[J]. The Journal of the Acoustical So-
ciety of America, 1969, 46(5B): 1139–1143.
体椭球粒子，细长椭球粒子相对于扁平椭球粒子更
[5] Hasegawa T, Watanabe Y. Acoustic radiation pressure on
加容易产生负声辐射力；对于不同介质的椭球粒子， an absorbing sphere[J]. The Journal of the Acoustical So-
不同的入射波束激发的负声辐射力的效果也存在 ciety of America, 1978, 63(6): 1733–1737.
明显的差异。根据实际应用需要可采用不同介质的 [6] Marston P L. Axial radiation force of a Bessel beam on
a sphere and direction reversal of the force[J]. The Jour-
粒子和不同种类的 Bessel 波束。同时需要注意，液
nal of the Acoustical Society of America, 2006, 120(6):
体椭球粒子并不一定能完美的保持固定的尺寸，因 3518–3524.