Излучение Черенкова-Вавилова

Черенкова-Вавилова излучение — световое излучение, возникающее при движении в веществе электрически заряженных частиц (например, электронов) со скоростью, превышающей фазовую скорость света в этом веществе (скорость распространения световых волн).

В отличие от тормозного излучения, образующегося при неравномерном движении электрических зарядов, черенковское излучение возникает и при равномерном движении, но при скоростях движения электрона, превышающих скорость света в данной среде. Оно обнаружено в 1934 г. ПА.Черенковым при исследовании гамма-люминесценции растворов как слабое голубое свечение жидкостей под действием у-лучей.

Черенков доказал, что наряду с люминесценцией при облучении жидкостей некоторыми радиоактивными [5- и у-источниками появляется тип свечения, характеристики которого противоположны свойствам люминесценции, а именно: 1) интенсивность и спектр излучения почти не зависят от типа вещества, его чистоты и температуры; 2) излучение связано с движением в среде электронов; 3) излучение поляризовано и направлено вдоль пучка электронов; 4) излучение имеет сплошной спектр, максимум интенсивности которого приходится на синюю часть спектра; 5) излучение имеет пороговый характер; оно не вызывается, например, рентгеновскими

лучами с энергией 30 кэВ.

Обнаруженное Черенковым свечение носит универсальный характер: под действием излучения с достаточной энергией «светятся» все прозрачные тела, а не только жидкости.

Рис. 7. Схема возникновения излучения Черенкова-Вавилова. Сферы 1, 2, з, 4 — положение парциальных волн, испущенных частицей из точек А, В, С, D, соответственно.

На основании этих данных С.И. Вавиловым было сделано основополагающее утверждение, что обнаруженное явление — не люминесценция жидкости. Свет излучают движущиеся в ней быстрые электроны (такие электроны возникают под действием у- лучей в результате эффекта Комптона). Теория явления дана И.Е.Таммом и И.М.Франком (1937).

Рис. 8 поясняет возникновение излучения Черенкова-Вавилова и его направленность.

Излучение Черенкова-Вавилова возникает при движении не только электрона в среде, но и любой заряженной частицы. Для электронов в жидкостях и твёрдых телах это возможно уже при энергиях 0,5 МэВ (такие энергии имеют многие электроны радиоактивных процессов). Более тяжёлые частицы должны обладать большей энергией, например, протон, масса которого в -2000 раз больше массы электрона, для достижения необходимой скорости должен обладать энергией ~юо МэВ.

На основе излучения Черенкова-Вавилова разработаны экспериментальные методы, которые применяются для регистрации частиц и для изучения их природы. Они позволяют измерять скорость частицы. Зная скорость частицы, и определив её энергию по отклонению в магнитном поле, рассчитывают массу частицы. Для ультрарелятивистских частиц это излучение наблюдается уже в сжатых газах (газовые черенковские счётчики). Излучение Черенкова-Вавилова, возникающее в атмосфере Земли, используется для изучения космических лучей.

Черепковский счетчик - детектор для регистрации частиц, испускающих черепковское излучение, которое преобразуется в электрический сигнал с помощью фотоэлектронного умножителя. Применяется в ядерной физике и физике частиц высокой энергии.

Синхотронное излучение

Синхротронное (магнитотормозное) излучение - излучение электромагнитных волн заряженными частицами, движущимися с релятивистскими (т.е. близкими к скорости света) скоростями в магнитном поле. Излучение обусловлено ускорением, связанным с искривлением траекторий частиц в магнитном поле.

Синхротронное излучение первоначально наблюдалось от электронов в циклических ускорителях, в частности, в синхротроне. Это излучение используется для получения интенсивных пучков поляризованного электромагнитного излучения в ультрафиолетовой области спектра и в области «мягкого» рентгеновского излучения; пучки рентгеновского синхротрон- ного излучения применяются, в частности, в структурном анализе.

Большой интерес представляет синхротронное излучение космических объектов, в частности, нетепловой радиофон Галактики, нетепловое радио- и оптическое излучение дискретных источников (сверхновых звезд, пульсаров, квазаров, радиогалактик).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >