Kas ir Čerenkova starojums
Daļiņu pārejot cauri noteiktam materiālam, ar ātrumu, kas pārsniedz gaismas ātrumu noteiktā vidē, var novērot raksturīgo starojumu, kas saņēmis nosaukumu Čerenkova starojums (bet pareizāk to dēvēt par Čerenkova efektu - Vavilovs). Šī parādība tiks apspriesta šajā materiālā.
Čerenkova starojums un tā atklāšanas vēsture
Tātad gaismas caurbraukšanas laikā, piemēram, caur stiklu (vai jebkuru materiālu, kas pārraida gaismu), gaisma iet caur to daudz lēnāk nekā gaisma vakuumā.
Šeit jūs varat izdarīt analoģiju ar gaisa satiksmi. Tātad jebkurš pasažieris, salīdzinot ar tiešo lidojumu, joprojām pavada laiku nolaišanās laikā.
Aptuveni tas pats notiek ar gaismas stariem, tie ir palēnināti, mijiedarbojoties ar barotnes atomiem, un vienkārši nespēj pārvietoties tik ātri kā vakuumā.
Tātad, saskaņā ar relativitātes teoriju, neviens materiāls ķermenis, ieskaitot ātru augstas enerģijas elementāru daļiņas, kuras nespēj pārvietoties ātrumā, kas atbilst gaismas plūsmas izplatīšanās ātrumam bezgaisa gaisā telpa.
Bet šim ierobežojumam nav nekāda sakara ar kustības ātrumu pārredzamā vidē. Tā, piemēram, stiklā gaismas stari izplatās ar ātrumu no 60% līdz 70% no gaismas plūsmas izplatīšanās ātruma bezgaisa telpā.
Un izrādās, ka nav šķēršļu pietiekami ātrai daļiņai (teiksim, protonam vai elektronam) pārvietoties ātrāk par gaismas plūsmas ātrumu šādā vidē.
Tātad jau tālajā 1934. gada P. Čerenkovs S.I. vadībā. Šķidrumu Vavilova luminiscence gamma starojuma ietekmē.
Zinātnisko eksperimentu gaitā tika atklāts vājš zilgans spīdums, ko šobrīd sauc par Čereņkova starojumu (bet pareizāk būtu to dēvēt par Čereņkova-Vavilova efektu).
Šo starojumu izraisīja tā sauktie ātrie elektroni, kurus gamma starojums izsita no materiāla atomiem. Kā izrādījās vēlāk, šādi elektroni pārvietojās ar ātrumu, kas lielāks par gaismas ātrumu apskatāmajā vidē.
Faktiski tas ir sava veida optiskais triecienviļņa veids, ko atmosfērā izprovocē virsskaņas lidmašīna, kas salauž skaņas barjeru.
Lai saprastu procesu, varat atcerēties Huygens principu, saskaņā ar kuru burtiski katru punktu viļņu izplatīšanās ceļā var uzskatīt par sekundāro viļņu avotu.
Tātad, saskaņā ar Huygens principu, iedomāsimies, ka viļņi koncentriskos apļos atšķiras uz āru, bet to izplatīšanās ātrums ir vienāds ar gaismas ātrumu. Turklāt katrs nākamais vilnis nāk no nākamā punkta, kas atrodas daļiņas ceļā.
Un, ja šajā gadījumā daļiņa, kuras ātrums ir lielāks par gaismas ātrumu vidē, tad tā ir priekšā viļņiem, un šo viļņu amplitūdas virsotnes ir atbildīgas par Čereņkova starojuma viļņu frontes veidošanos .
Šajā gadījumā starojums izplatās konusā ap daļiņas ceļu, un šis leņķis tieši ir atkarīgs no daļiņas sākotnējā ātruma un gaismas plūsmas ātruma attiecīgajā vidē.
Kur Čerenkova starojums tiek izmantots mūsdienu pasaulē
Šis novērotais efekts ir ārkārtīgi noderīgs elementāro daļiņu fizikā, jo, uzzinājuši leņķa lielumu, fiziķi diezgan viegli var noteikt daļiņu, kas izraisīja šo starojumu, ātrumu.
Piezīme. Par savu atklājumu 1958. gadā Čerenkovs kopā ar I. Tamm, kā arī ar mani. Frenks saņēma Nobela prēmiju fizikā. Tātad 1937. gadā Tamms un Frenks beidzot izdomāja spīduma veidošanās mehānismu un pēc tam arī pieņēma pieņēmumu par tā klātbūtni cietās daļās un gāzēs.
Tātad kombinācija ar citām mērīšanas metodēm ļauj reģistrēt elementārās daļiņas laboratorijas telpās.
Šobrīd Čerenkova starojumu aktīvi izmanto mūsdienu laboratorijas detektoros.
Turklāt Čerenkova starojumu var novērot pat ar neapbruņotu aci mazos reaktoros, kas bieži tiek uzstādīti baseina apakšā, lai garantētu aizsardzību pret radiāciju. Šajā gadījumā reaktora kodolu ieskauj zils spīdums, kas ir Čerenkova starojums.
Ja jums patika materiāls, kopīgojiet to savos iecienītākajos sociālajos tīklos un novērtējiet to. Paldies par uzmanību!