Mi a Cserenkov sugárzás?
Amikor egy részecske áthalad egy bizonyos anyagon olyan sebességgel, amely meghaladja az adott közeg fénysebességét, megfigyelhető a jellegzetes sugárzás, amely a Cherenkov sugárzás nevet kapta (de helyesebb Cherenkov -effektusnak nevezni - Vavilov). Ezt a jelenséget tárgyaljuk ebben az anyagban.
Cserenkov sugárzása és felfedezésének története
Tehát a fény áthaladása során, például üvegen (vagy bármilyen fényt áteresztő anyagon) keresztül, a fény sokkal lassabban halad át rajta, mint a fény vákuumban.
Itt hasonlíthat a légi közlekedésre. Tehát minden utas továbbra is időt tölt a közbenső leszállásokon, összehasonlítva a közvetlen járattal.
Nagyjából ugyanez történik a fénysugarakkal, lelassulnak, kölcsönhatásba lépnek a közeg atomjaival, és egyszerűen képtelenek olyan gyorsan mozogni, mint vákuumban.
Tehát a relativitáselmélet szerint egyetlen anyagi test sem, beleértve a gyors, nagy energiájú elemi elemeket részecskék, amelyek nem tudnak olyan sebességgel mozogni, amely megfelel a fényáram terjedésének sebességének légtelenben tér.
Ennek a korlátozásnak azonban semmi köze az átlátszó környezetben történő mozgás sebességéhez. Így például üvegben a fénysugarak 60–70% -kal terjednek a fényáram terjedési sebességének levegőtlen térben.
És kiderül, hogy nincs akadálya annak, hogy egy kellően gyors részecske (mondjuk egy proton vagy egy elektron) gyorsabban mozogjon, mint a fényáram sebessége egy ilyen közegben.
Tehát a már távoli 1934 P. Cserenkov S.I. vezetésével. A folyadékok Vavilov lumineszcenciája gamma -sugárzás hatására.
A tudományos kísérletek során egy halvány kékes fényt fedeztek fel, amelyet jelenleg Cherenkov-sugárzásnak neveznek (de helyesebb lenne Cherenkov-Vavilov-effektusnak nevezni).
Ezt a sugárzást az úgynevezett gyors elektronok váltották ki, amelyeket a gamma-sugárzás ütött ki az anyag atomjaiból. Mint később kiderült, az ilyen elektronok a vizsgált közegben a fénysebességnél nagyobb sebességgel mozogtak.
Valójában ez egyfajta optikai lökéshullám, amelyet a légkörben egy szuperszonikus repülőgép vált ki, amely legyőzi a hanggátat.
A folyamat megértéséhez felidézheti a Huygens -elvet, amely szerint a hullámterjedés útjának szó szerint minden pontja másodlagos hullámok forrásaként fogható fel.
Tehát a Huygens -elv szerint képzeljük el, hogy a hullámok koncentrikus körökben kifelé térnek el, miközben terjedési sebességük egyenlő a fény sebességével. Ezenkívül minden következő hullám a részecske mozgásának útvonalán található következő pontból fakad.
És ha ebben az esetben egy részecske gyorsabb, mint a közeg fénysebessége, akkor megelőzi a hullámokat, és e hullámok amplitúdójának csúcsai felelősek a Cserenkov -sugárzás hullámfrontjának kialakulásáért .
Ebben az esetben a sugárzás kúpban terjed a részecske mozgási útja körül, és ez a szög közvetlenül függ a részecske kezdeti sebességétől és a vizsgált közegben lévő fényáram sebességétől.
Hol használják Cherenkov sugárzást a modern világban
Ez a megfigyelt hatás rendkívül hasznos az elemi részecskék fizikájában, mivel miután megtanulták a szög nagyságát, a fizikusok meglehetősen könnyen meg tudják határozni a sugárzást okozó részecske sebességét.
Jegyzet. Cserenkov 1958 -as felfedezéséért I. -vel együtt. Tamm, ahogy én is. Frank megkapta a fizikai Nobel -díjat. Így 1937 -ben Tamm és Frank végül kitalálták az izzás kialakulásának mechanizmusát, majd feltételezést is tettek annak jelenlétéről szilárd anyagokban és gázokban.
Tehát a más mérési módszerekkel való kombináció lehetővé teszi az elemi részecskék laboratóriumi létesítményekben történő regisztrálását.
Jelenleg a Cherenkov sugárzást aktívan használják a modern laboratóriumi detektorokban.
Ezenkívül a Cherenkov -sugárzás szabad szemmel is megfigyelhető kis reaktorokban, amelyeket gyakran a medence aljára szerelnek, hogy garantálják a sugárvédelmet. Ebben az esetben a reaktor magját kék izzás veszi körül, ami a Cserenkov -sugárzás.
Ha tetszett az anyag, ossza meg kedvenc közösségi hálóin és értékelje. Köszönöm a figyelmet!