Что такое излучение Черенкова

При прохождении частицы через данную материальную среду со скоростью, превышающей скорость света для данной среды, может наблюдаться характерное излучение, которое называется излучением Черенкова (но правильнее называть его эффектом Черенкова – Вавилова.). Об этом явлении и пойдет речь в этом материале.

Что такое черенковское излучение

Что такое черенковское излучение

Излучение Вавилова-Черенкова в теплоносителе исследовательского реактора ATR в Национальной лаборатории штата Айдахо. Из Аргоннской национальной лаборатории – первоначально опубликовано на Flickr как ядро ​​усовершенствованного тестового реактора, Национальная лаборатория Айдахо загружено с использованием F2ComButton, CC BY-SA 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=27024528

Излучение Черенкова и история его открытия

Так, при прохождении света, например, через стекло (или любой материал, пропускающий свет), свет проходит через него намного медленнее, чем свет проходит через вакуум.

Здесь можно провести аналогию с авиаперелетом. Таким образом, любой пассажир по-прежнему тратит время на промежуточные посадки, а не на прямой рейс.

Во многом то же самое происходит со световыми лучами: они замедляются, взаимодействуют с атомами среды и просто не могут двигаться так быстро, как в вакууме.

Таким образом, согласно теории относительности, ни одно материальное тело, включая быстрые элементарные частицы высокой энергии, не способно двигаться со скоростью, соответствующей скорости распространения светового потока в безвоздушном пространстве.

Но это ограничение не имеет ничего общего со скоростью движения в прозрачных средах. Так, например, в стекле световые лучи распространяются со скоростью от 60% до 70% скорости распространения светового потока в безвоздушном пространстве.

И оказывается, что нет никаких препятствий для того, чтобы достаточно быстрая частица (скажем, протон или электрон) двигалась быстрее скорости светового потока в такой среде.

Так, в уже далеком 1934 году П. Черенков под руководством С. И. Вавилова свечение жидкостей под действием гамма-излучения.

Читайте также:  Виды английских местоимений

В ходе научных экспериментов было обнаружено слабое голубоватое свечение, которое сейчас называют черенковским излучением (но правильнее было бы назвать его эффектом Черенкова-Вавилова).

Это излучение инициировалось так называемыми быстрыми электронами, которые выбрасывались из атомов материала гамма-излучением. Как оказалось, эти электроны двигались быстрее скорости света в рассматриваемой среде.

На самом деле это своего рода оптическая ударная волна, создаваемая в атмосфере сверхзвуковым летательным аппаратом, пересекающим звуковой барьер.

Чтобы понять этот процесс, мы можем вспомнить принцип Гюйгенса, согласно которому буквально каждая точка пути распространения волны может быть принята как источник вторичных волн.

Таким образом, согласно принципу Гюйгенса, мы представляем себе, что волны расходятся наружу концентрическими кругами, а их скорость распространения равна скорости света. Более того, каждая последующая волна исходит из следующей точки, расположенной на пути движения частицы.

И если в этом случае частица со скоростью большей скорости света посередине, то она находится перед волнами, и пики амплитуды этих волн ответственны за формирование волнового фронта волны. Черенковское излучение.

В этом случае излучение распространяется по конусу по траектории движения частицы, и этот угол напрямую зависит от начальной скорости частицы и скорости светового потока в рассматриваемой среде.

Где используется излучение Черенкова в современном мире

Что такое черенковское излучение

FRM II, Германия

Этот наблюдаемый эффект чрезвычайно полезен для физики элементарных частиц, поскольку, узнав величину угла, физики могут довольно легко определить скорость частицы, вызвавшей это излучение.

Примечание. За его открытие в 1958 г. Черенков вместе с И. Таммом, а также И. Франком получил Нобелевскую премию по физике. Таким образом, в 1937 году Тамм и Франк наконец открыли механизм образования свечения, а затем выдвинули гипотезу о его наличии в твердых телах и газах.

Таким образом, сочетание с другими методами измерения позволяет регистрировать элементарные частицы в лабораторных условиях.

Читайте также:  Жизнь звезды. Как образовалось и как погибнет Солнце.

На данный момент черенковское излучение активно используется в современных лабораторных детекторах.

Кроме того, черенковское излучение также можно наблюдать невооруженным глазом в небольших реакторах, которые часто устанавливаются на дне бассейна для обеспечения радиационной защиты. В этом случае активная зона реактора окружена голубым свечением, которое является черенковским излучением.

Если вам понравился материал, поделитесь им в любимых социальных сетях и поставьте оценку. Спасибо за внимание!

Нина Кузнецова
Главный редактор , youtesla.ru
Более 30 лет я занимаюсь наукой и технологиями. Товарищи советовали мне делиться самым интересным на просторах интернета. Изучение нового и неопознанного это моя жизнь, узнавайте самое интересное со мной.
Оцените статью
YouTesla.ru
Добавить комментарий