Vad är Cherenkov -strålning?
Under passage av en partikel genom ett visst materialmedium med en hastighet som överstiger ljusets hastighet för ett givet medium, man kan observera karakteristisk strålning, som har fått namnet Cherenkov -strålning (men det är mer korrekt att kalla det Cherenkov -effekten - Vavilov). Detta fenomen kommer att diskuteras i detta material.
Cherenkov -strålning och historien om dess upptäckt
Så under ljusets passage, till exempel genom glas (eller något material som överför ljus), passerar ljuset mycket långsammare än ljuset passerar i ett vakuum.
Här kan du dra en analogi med flygresor. Så passagerare tillbringar fortfarande tid på mellanlandningar, jämfört med en direktflygning.
Ungefär samma sak händer med ljusstrålar, de saktas ner, interagerar med atomens atomer och kan helt enkelt inte röra sig så snabbt som i ett vakuum.
Så, enligt relativitetsteorin, inte en enda materiell kropp, inklusive snabb hög energi energi partiklar som inte kan röra sig med en hastighet som motsvarar utbredningshastigheten för ett ljusflöde i ett luftfritt Plats.
Men denna begränsning har ingenting att göra med rörelsehastigheten i transparenta miljöer. Så, till exempel, i glas, förökar ljusstrålar sig med en hastighet av 60% till 70% av fortplantningshastigheten för ett ljusflöde i ett luftfritt utrymme.
Och det visar sig att det inte finns några hinder för en tillräckligt snabb partikel (säg för en proton eller en elektron) att röra sig snabbare än ljusflödets hastighet i ett sådant medium.
Så i det redan avlägsna 1934 P. Cherenkov under ledning av S.I. Vavilovs luminescens av vätskor under påverkan av gammastrålning.
Under vetenskapliga experiment upptäcktes ett svagt blåaktigt sken, som för närvarande kallas Cherenkov-strålning (men det skulle vara mer korrekt att kalla det Cherenkov-Vavilov-effekten).
Denna strålning utlöstes av de så kallade snabba elektronerna, som slogs ut ur materialets atomer av gammastrålning. Som det visade sig senare rörde sig sådana elektroner med en hastighet som var högre än ljusets hastighet i det aktuella mediet.
I själva verket är detta en slags optisk typ av chockvåg, som provoceras i atmosfären av ett supersoniskt flygplan, som bryter ljudbarriären.
För att förstå processen kan du komma ihåg Huygens -principen, enligt vilken bokstavligen varje punkt på vägen för vågutbredning kan tas som en källa till sekundära vågor.
Så, enligt Huygens princip, låt oss föreställa oss att vågor divergerar utåt i koncentriska cirklar, medan deras fortplantningshastighet är lika med ljusets hastighet. Dessutom kommer varje efterföljande våg från nästa punkt som ligger på partikelbanan.
Och om, i detta fall, en partikel med en hastighet som är högre än ljusets hastighet i mediet, så ligger den före vågorna, och topparna i amplituden för dessa vågor är ansvariga för bildandet av vågfronten för Cherenkov -strålning .
I detta fall sprider sig strålningen i en kon runt partikelbanan, och denna vinkel beror direkt på partikelns initialhastighet och på hastigheten för ljusflödet i det aktuella mediet.
Var används Cherenkov -strålning i den moderna världen
Denna observerade effekt är oerhört användbar för elementärpartiklarnas fysik, eftersom fysiker ganska lätt kan bestämma hastigheten på partikeln som orsakade denna strålning efter att ha lärt sig vinkelns storlek.
Notera. För hans upptäckt 1958, Cherenkov, tillsammans med I. Tamm, liksom med jag. Frank fick Nobelpriset i fysik. Så 1937 tog Tamm och Frank slutligen reda på mekanismen för bildandet av glöd och gjorde sedan också ett antagande om dess närvaro i fasta ämnen och gaser.
Så kombinationen med andra mätmetoder gör det möjligt att registrera elementära partiklar i laboratoriefaciliteter.
För närvarande används Cherenkov -strålning aktivt i moderna laboratoriedetektorer.
Dessutom kan Cherenkov -strålning observeras även med blotta ögat i små reaktorer, som ofta är monterade på botten av poolen för att garantera strålskydd. I detta fall omges reaktorns kärna av ett blått sken, vilket är Cherenkov -strålningen.
Om du gillade materialet, dela det sedan på dina favorit sociala nätverk och betygsätt det. Tack för uppmärksamheten!