Hvad er Cherenkov -stråling
Under passage af en partikel gennem et bestemt materialemedium med en hastighed, der overstiger lysets hastighed for et givet medium, man kan observere karakteristisk stråling, som har modtaget navnet Cherenkov -stråling (men det er mere korrekt at kalde det Cherenkov -effekten - Vavilov). Dette fænomen vil blive diskuteret i dette materiale.
Cherenkov -stråling og historien om dens opdagelse
Så under lysets passage, for eksempel gennem glas (eller ethvert materiale, der transmitterer lys), passerer lyset meget langsommere gennem det, end lyset passerer i et vakuum.
Her kan du tegne en analogi med flyrejser. Så enhver passager bruger stadig tid på mellemlandinger, sammenlignet med en direkte flyvning.
Nogenlunde det samme sker med lysstråler, de sænkes, interagerer med mediets atomer og er simpelthen ude af stand til at bevæge sig så hurtigt som i et vakuum.
Så ifølge relativitetsteorien er der ikke et enkelt materielt legeme, herunder hurtig elementær energi med høj energi partikler, der ikke er i stand til at bevæge sig med en hastighed, der svarer til hastigheden for udbredelse af en lysstrøm i en luftløs plads.
Men denne begrænsning har intet at gøre med bevægelseshastigheden i gennemsigtige miljøer. Så for eksempel i glas spredes lysstråler med en hastighed på 60% til 70% af udbredelseshastigheden for en lysstrøm i et luftløst rum.
Og det viser sig, at der ikke er nogen forhindringer for, at en tilstrækkelig hurtig partikel (f.eks. For en proton eller en elektron) kan bevæge sig hurtigere end lysstrømmen i et sådant medium.
Så i det allerede fjerne 1934 P. Cherenkov under ledelse af S.I. Vavilovs luminescens af væsker under påvirkning af gammastråling.
I løbet af videnskabelige eksperimenter blev der opdaget et svagt blåligt skær, som i øjeblikket kaldes Cherenkov-strålingen (men det ville være mere korrekt at kalde det Cherenkov-Vavilov-effekten).
Denne stråling blev udløst af de såkaldte hurtige elektroner, som blev slået ud af materialets atomer ved gammastråling. Som det viste sig senere, bevægede sådanne elektroner sig med en hastighed, der var større end lysets hastighed i det pågældende medium.
Faktisk er dette en slags optisk type stødbølge, som provokeres i atmosfæren af et supersonisk fly, som overvinder lydbarrieren.
For at forstå processen kan du huske Huygens -princippet, ifølge hvilket bogstaveligt talt hvert punkt på bølgeformeringens vej kan tages som en kilde til sekundære bølger.
Så ifølge Huygens -princippet, lad os forestille os, at bølgerne afviger udad i koncentriske cirkler, mens deres udbredelseshastighed er lig med lysets hastighed. Derudover udgår hver efterfølgende bølge fra det næste punkt, der er placeret på stien til partikelens bevægelse.
Og hvis i dette tilfælde en partikel med en hastighed større end lysets hastighed i mediet, så er den foran bølgerne, og toppene i amplituden af disse bølger er ansvarlige for dannelsen af bølgefronten for Cherenkov -stråling .
I dette tilfælde formerer strålingen sig i en kegle omkring partikelens bevægelsesbane, og denne vinkel afhænger direkte af partikelens starthastighed og af hastigheden af lysstrømmen i det pågældende medium.
Hvor bruges Cherenkov -stråling i den moderne verden
Denne observerede effekt er ekstremt nyttig for elementarpartiklernes fysik, da fysikere ganske let har kunnet bestemme hastigheden på den partikel, der forårsagede denne stråling, efter at have lært størrelsen af vinklen.
Bemærk. For sin opdagelse i 1958, Cherenkov, sammen med I. Tamm, såvel som jeg. Frank modtog Nobelprisen i fysik. Så i 1937 fandt Tamm og Frank endelig ud af mekanismen for dannelse af glød og lavede derefter også en antagelse om dets tilstedeværelse i faste stoffer og gasser.
Så kombinationen med andre målemetoder gør det muligt at registrere elementarpartikler i laboratoriefaciliteter.
I øjeblikket bruges Cherenkov -stråling aktivt i moderne laboratoriedetektorer.
Derudover kan Cherenkov -stråling observeres selv med det blotte øje i små reaktorer, som ofte er monteret på bunden af poolen for at garantere strålingsbeskyttelse. I dette tilfælde er reaktorens kerne omgivet af en blå glød, som er Cherenkov -strålingen.
Hvis du kunne lide materialet, så del det på dine foretrukne sociale netværk og bedøm det. Tak for opmærksomheden!