מהי קרינת צ'רנקוב
במהלך מעבר חלקיק דרך מדיום חומרי מסוים במהירות העולה על מהירות האור של מדיום נתון, אפשר לצפות בקרינה אופיינית, שקיבלה את השם קרינת צ'רנקוב (אך נכון יותר לקרוא לה אפקט צ'רנקוב - ואבילוב). תופעה זו תידון בחומר זה.
קרינת צ'רנקוב והיסטוריה של גילויו
אז, במהלך מעבר האור, למשל, דרך זכוכית (או כל חומר המעביר אור), האור עובר דרכו הרבה יותר לאט מאשר האור עובר בחלל ריק.
כאן תוכל לצייר אנלוגיה לנסיעות אוויריות. כך שכל נוסע עדיין מבלה זמן בנחיתות ביניים, בהשוואה לטיסה ישירה.
בערך אותו דבר קורה עם קרני אור, הם מואטים, מתקשרים עם האטומים של המדיום ופשוט אינם מסוגלים לנוע מהר כמו בחלל ריק.
אז, על פי תורת היחסות, לא גוף חומרי אחד, כולל יסוד מהיר באנרגיה גבוהה חלקיקים שאינם מסוגלים לנוע במהירות המתאימה למהירות התפשטות שטף האור בחדר אוויר מֶרחָב.
אך למגבלה זו אין קשר למהירות התנועה בסביבות שקופות. כך, למשל, בזכוכית קרני האור מתפשטות במהירות של 60% עד 70% ממהירות ההתפשטות של שטף אור בחלל חסר אוויר.
ומתברר שאין מכשולים לחלקיק מהיר מספיק (למשל, לפרוטון או אלקטרון) לנוע מהר יותר ממהירות שטף האור במדיום כזה.
אז בשנת 1934 הרחוקה כבר. צ'רנקוב בהנהגתו של S.I. זוהר Vavilov של נוזלים בהשפעת קרינת גמא.
במהלך הניסויים המדעיים התגלה זוהר כחלחל קלוש, שנקרא כיום קרינת צ'רנקוב (אך נכון יותר יהיה לקרוא לזה אפקט צ'רקנוב-ואבילוב).
קרינה זו הופעלה על ידי מה שנקרא אלקטרונים מהירים, שנדחקו מאטומי החומר על ידי קרינת גמא. כפי שהתברר מאוחר יותר, אלקטרונים כאלה נעים במהירות גדולה ממהירות האור במדיום הנחשב.
למעשה, זהו סוג של סוג הלם אופטי של גל הלם, שעורר באטמוספירה מטוס על -קולי, ששובר את מחסום הקול.
כדי להבין את התהליך, אתה יכול להיזכר בעקרון Huygens, לפיו ממש כל נקודה בנתיב התפשטות הגלים יכולה להילקח כמקור לגלים משניים.
אז, על פי העיקרון של הויגנס, בואו נדמיין שגלים מתפזרים כלפי חוץ במעגלים קונצנטריים, בעוד שמהירות ההתפשטות שלהם שווה למהירות האור. בנוסף, כל גל עוקב נובע מהנקודה הבאה הממוקמת בנתיב החלקיק.
ואם במקרה זה חלקיק בעל מהירות גדולה יותר ממהירות האור במדיום, הוא נמצא לפני הגלים, ופסגות משרעת הגלים הללו אחראים להיווצרות חזית הגלים של קרינת צ'רנקוב. .
במקרה זה, הקרינה מתפשטת בחרוט סביב נתיב החלקיק, וזווית זו תלויה ישירות במהירות הראשונית של החלקיק ובמהירות שטף האור במדיום הנחשב.
היכן משתמשים בקרינת צ'רנקוב בעולם המודרני
השפעה זו הנצפית שימושית ביותר עבור הפיזיקה של חלקיקים אלמנטריים, מכיוון שלמדו את גודל הזווית, פיסיקאים יכולים בקלות לקבוע את מהירות החלקיק שגרם לקרינה זו.
הערה. לגילויו בשנת 1958, צ'רנקוב, יחד עם אני. תם, כמו גם עם אני. פרנק קיבל את פרס נובל לפיזיקה. אז בשנת 1937 תאם ופרנק הבינו לבסוף את המנגנון להיווצרות זוהר, ואז גם הניחו הנחה לגבי הימצאותו במוצקים ובגזים.
כך שהשילוב עם שיטות מדידה אחרות מאפשר לרשום חלקיקים אלמנטריים במתקני מעבדה.
כרגע, קרינת צ'רנקוב משמשת באופן פעיל בגלאי מעבדה מודרניים.
בנוסף, ניתן לצפות בקרינת צ'רנקוב אפילו בעין בלתי מזוינת בכורים קטנים, אשר מותקנים לעתים קרובות על קרקעית הבריכה כדי להבטיח הגנה מפני קרינה. במקרה זה, ליבת הכור מוקפת זוהר כחול, שהוא קרינת צ'רנקוב.
אם אהבת את החומר, שתף אותו ברשתות החברתיות האהובות עליך ודרג אותו. תודה על תשומת הלב!