Kaj je Cherenkovo sevanje
Med prehodom delca skozi določen materialni medij s hitrostjo, ki presega hitrost svetlobe za dani medij, opazimo lahko značilno sevanje, ki je dobilo ime Čerenkovo sevanje (vendar je pravilneje, če ga imenujemo Čerenkov učinek - Vavilov). Ta pojav bo obravnavan v tem gradivu.
Čerenkovo sevanje in zgodovina njegovega odkritja
Tako med prehodom svetlobe, na primer skozi steklo (ali kateri koli material, ki prepušča svetlobo), svetloba prehaja skozi njega veliko počasneje, kot svetloba v vakuumu.
Tu lahko povlečete analogijo z letalskim potovanjem. Tako vsak potnik v primerjavi z direktnim letom še vedno preživi čas na vmesnih pristankih.
Približno enako se dogaja s svetlobnimi žarki, upočasnjeni so, medsebojno delujejo z atomi medija in se preprosto ne morejo premikati tako hitro kot v vakuumu.
Torej, po teoriji relativnosti ni niti enega materialnega telesa, vključno s hitro visokoenergijsko elementarno delci, ki se ne morejo premikati s hitrostjo, ki ustreza hitrosti širjenja svetlobnega toka v brezzračnem prostoru prostor.
Toda ta omejitev nima nič skupnega s hitrostjo gibanja v preglednih okoljih. Tako se na primer v steklu svetlobni žarki širijo s hitrostjo 60% do 70% hitrosti širjenja svetlobnega toka v brezzračnem prostoru.
In izkazalo se je, da ni ovir za dovolj hiter delček (recimo za protona ali elektrona), da se premika hitreje od hitrosti svetlobnega toka v takem mediju.
Tako je v že daljnem letu 1934 P. Čerenkov pod vodstvom S.I. Vavilov luminiscenca tekočin pod vplivom gama sevanja.
Med znanstvenimi poskusi je bil odkrit rahel modrikast sijaj, ki se trenutno imenuje Čerenkovo sevanje (vendar bi bilo pravilneje, če bi ga poimenovali učinek Čerenkov-Vavilov).
To sevanje so sprožili tako imenovani hitri elektroni, ki so bili iz atomov materiala izločeni z gama sevanjem. Kot se je pozneje izkazalo, so se takšni elektroni gibali s hitrostjo, večjo od hitrosti svetlobe v obravnavanem mediju.
Pravzaprav je to nekakšen optični tip udarnega vala, ki ga v ozračju izzove nadzvočno letalo, ki prebije zvočno pregrado.
Če želite razumeti postopek, se lahko spomnite Huygenskega načela, po katerem lahko dobesedno vsako točko na poti širjenja valov jemljemo kot vir sekundarnih valov.
Torej, po Huygensovem načelu si predstavljajmo, da se valovi v koncentričnih krogih razhajajo navzven, njihova hitrost širjenja pa je enaka hitrosti svetlobe. Poleg tega vsak naslednji val izvira iz naslednje točke, ki se nahaja na poti delca.
In če je v tem primeru delček s hitrostjo večjo od hitrosti svetlobe v mediju, potem je pred valovi, vrhovi amplitude teh valov pa so odgovorni za nastanek valovne fronte Čerenkovljevega sevanja .
V tem primeru se sevanje širi v stožcu okoli poti delca in ta kot je neposredno odvisen od začetne hitrosti delca in hitrosti svetlobnega toka v obravnavanem mediju.
Kje se v sodobnem svetu uporablja sevanje Cherenkov
Ta opazovani učinek je izredno uporaben za fiziko osnovnih delcev, saj lahko fiziki, ko so spoznali velikost kota, precej enostavno določijo hitrost delca, ki je povzročil to sevanje.
Opomba. Za svoje odkritje leta 1958 je Čerenkov skupaj z I. Tamm, pa tudi z I. Frank je prejel Nobelovo nagrado za fiziko. Tako sta leta 1937 Tamm in Frank končno ugotovila mehanizem za nastanek sijaja, nato pa sta tudi domnevala o njegovi prisotnosti v trdnih snoveh in plinih.
Tako kombinacija z drugimi merilnimi metodami omogoča registracijo osnovnih delcev v laboratorijskih prostorih.
Trenutno se čerenkovsko sevanje aktivno uporablja v sodobnih laboratorijskih detektorjih.
Poleg tega je Cherenkovo sevanje mogoče opaziti tudi s prostim očesom v majhnih reaktorjih, ki so pogosto nameščeni na dnu bazena, da se zagotovi zaščita pred sevanjem. V tem primeru je jedro reaktorja obdano z modrim sijajem, ki je Cherenkovo sevanje.
Če vam je bilo gradivo všeč, ga delite na svojih najljubših družabnih omrežjih in ga ocenite. Hvala za pozornost!