其他實驗成果：從內部成像觀察鬆弛過程

我們也利用光學方法，前面短約1s 的快速鬆馳的時間內，懸浮液內部的情 形。由於PVP 溶液與凝膠球的折射率大致上是匹配的，因此將若將凝膠球以螢 光劑染色，引入一道雷射頁面，則被雷射光頁照到的凝膠球成象可以直接從材 料外部攝影取得。使用的螢光染劑是Nile Blue A，以約 1mm 厚的 635nm 紅光 雷射頁面在水平方向上切過系統中央，而攝影機從實驗裝置的下方進行拍攝，

見Figure Appx-2。並且在攝影機的前方擺上一個 656nm 的帶通濾光片(Band-pass Filter)，以排除凝膠球螢光以外的光源，這部分的研究感謝實驗室助理費翔 霆與同學黃柏嘉幫忙進行實驗與後面的數據分析。利用Labview 程式，透過 DAQ 控制攝影機，在每個週期之中拍攝兩段長度為 2 秒的影片：從兩次馬達停 止之前0.4s 開始，也就是兩個鬆弛區間[t1,t2]、[t3,t0]的 0.4s 前，接著以 50fps 拍 攝總共2s，範例影像可在附錄的電子資源上找到。

Figure Appx-2 透過螢光染劑觀察材料內部的實驗示意圖

透過螢光染劑觀察材料內部(a)實驗架設的示意圖，引入一道水平 1mm 厚的 635nm 紅光雷射光頁，凝膠球發出的螢光，通過 656nm 的帶通濾光片，被下 方的攝影機接受 (b) 沒有使用帶通濾光片時攝影機拍攝到的成像，可見到許 多外部光源的干擾 (c) 放上濾光片時攝影機的成像，可清楚觀察到微弱的凝 膠球螢光。

(http://www.phys.sinica.edu.tw/jctsai/Ray2016/Appendix-C/Appendix_Lase_Image_Graphs.pptx)

將實驗結果以總亮度，即成像中每個像素亮度的加總，來量化凝膠球的移 動情形。如同4-3-1 中的方法，先將數個週期的成像進行相平均，接著計算相 平均後相片的總亮度，並扣去鬆弛過程中最後一張照片的總亮度。見Figure Appx-3，對於比較高 ϕ(如 0.62 與 0.71)，不同轉動速率下，總亮度衰減的趨 勢，開始鬆弛後約0.4 後的過程就十分接近，以一個大約 1s 得時間尺度半衰。

但是在更小的ϕ=0.54，對不同轉速的反應就有顯著的不同。在高轉速 (γ̇^(on) = 0.137s⁻¹)的鬆弛過程，較接近 ϕ=0.62,0.71 的情形，先是較快的衰減，

很快的進入1s 的半衰期。但是在低轉速的時候，凝膠球很快的就達到準靜態，

停止移動，之後凝膠球並無明顯的移動，而影像總亮度變化的趨勢也十分緩 慢。此實驗結果與4-2-3 中關於 ϕ 對材料的影響觀察一致。可以說明在 ϕ 來到 0.54 附近，軟顆粒之間的接觸情形已經有明顯的轉換。

Figure Appx-3 鬆弛區間影像亮度隨時間變化

鬆弛區間影像亮度隨時間變化。總亮度是成像中每個像素亮度的加總，並 且將數個週期的成像進行相平均後，扣掉鬆弛過程中最後一張照片的總亮

度。實驗使用的 γ^max= 5.46，Δ_Off = 30s。四個不同的體積百分率對應的 球數為1000、1200、1400 與 1600。

(http://www.phys.sinica.edu.tw/jctsai/Ray2016/Appendix-C/

MasterThesis_SS3_image_decay_phaseAV_Ray20160612c.pdf)