ما هو إشعاع Cherenkov
أثناء مرور جسيم عبر وسيط مادي معين بسرعة تتجاوز سرعة الضوء لوسط معين ، يمكن للمرء أن يلاحظ الإشعاع المميز ، الذي حصل على اسم إشعاع Cherenkov (ولكن الأصح أن نسميها تأثير Cherenkov - فافيلوف). سيتم مناقشة هذه الظاهرة في هذه المادة.
إشعاع Cherenkov وتاريخ اكتشافه
لذلك ، أثناء مرور الضوء ، على سبيل المثال ، من خلال الزجاج (أو أي مادة تنقل الضوء) ، يمر الضوء من خلاله بشكل أبطأ بكثير من مرور الضوء في الفراغ.
هنا يمكنك رسم تشبيه بالسفر الجوي. لذلك لا يزال أي راكب يقضي وقتًا في الهبوط الوسيط ، عند مقارنته برحلة مباشرة.
يحدث الشيء نفسه تقريبًا مع الأشعة الضوئية ، فهي تتباطأ وتتفاعل مع ذرات الوسط ، وهي ببساطة غير قادرة على التحرك بأسرع ما في الفراغ.
لذلك ، وفقًا لنظرية النسبية ، لا يوجد جسم مادي واحد ، بما في ذلك الأولية عالية الطاقة السريعة الجسيمات غير القادرة على التحرك بسرعة تقابل سرعة انتشار تدفق الضوء في الهواء الخالي من الهواء فضاء.
لكن هذا القيد لا علاقة له بسرعة الحركة في البيئات الشفافة. لذلك ، على سبيل المثال ، في الزجاج ، تنتشر أشعة الضوء بسرعة 60٪ إلى 70٪ من سرعة انتشار تدفق الضوء في الفضاء الخالي من الهواء.
واتضح أنه لا توجد عوائق تحول دون تحرك جسيم سريع بما فيه الكفاية (على سبيل المثال ، لبروتون أو إلكترون) أسرع من سرعة تدفق الضوء في مثل هذا الوسط.
لذلك في عام 1934 البعيد بالفعل ، كانت P. Cherenkov تحت قيادة S.I. تألق فافيلوف للسوائل تحت تأثير أشعة جاما.
في سياق التجارب العلمية ، تم اكتشاف وهج مزرق خافت ، والذي يسمى حاليًا بإشعاع Cherenkov (ولكن سيكون من الأصح تسميته تأثير Cherenkov-Vavilov).
كان هذا الإشعاع ناتجًا عن ما يسمى بالإلكترونات السريعة ، والتي تم إخراجها من ذرات المادة بواسطة إشعاع جاما. كما اتضح لاحقًا ، تحركت هذه الإلكترونات بسرعة أكبر من سرعة الضوء في الوسط قيد الدراسة.
في الواقع ، هذا نوع من أنواع الموجات الصدمية البصرية ، التي تثيرها طائرة أسرع من الصوت في الغلاف الجوي ، والتي تكسر حاجز الصوت.
لفهم العملية ، يمكنك تذكر مبدأ Huygens ، والذي بموجبه يمكن اعتبار كل نقطة على مسار انتشار الموجة مصدرًا للموجات الثانوية.
لذلك ، وفقًا لمبدأ Huygens ، لنتخيل أن الموجات تتباعد للخارج في دوائر متحدة المركز ، بينما سرعة انتشارها تساوي سرعة الضوء. بالإضافة إلى ذلك ، تنبثق كل موجة لاحقة من النقطة التالية الواقعة على مسار حركة الجسيم.
وإذا كان الجسيم في هذه الحالة أكبر من سرعة الضوء في الوسط ، فإنه يتقدم على الموجات ، وتكون قمم اتساع هذه الموجات مسؤولة عن تكوين جبهة الموجة لإشعاع Cherenkov. .
في هذه الحالة ، ينتشر الإشعاع في شكل مخروط حول مسار الجسيم ، وتعتمد هذه الزاوية بشكل مباشر على السرعة الابتدائية للجسيم وعلى سرعة تدفق الضوء في الوسط قيد الدراسة.
أين يستخدم إشعاع Cherenkov في العالم الحديث
هذا التأثير الملحوظ مفيد للغاية لفيزياء الجسيمات الأولية ، حيث أنه بعد أن تعلموا حجم الزاوية ، يمكن للفيزيائيين بسهولة تحديد سرعة الجسيم الذي تسبب في هذا الإشعاع.
ملحوظة. لاكتشافه في عام 1958 ، قام Cherenkov مع I. تم ، وكذلك مع أنا. حصل فرانك على جائزة نوبل في الفيزياء. لذلك في عام 1937 ، اكتشف تام وفرانك أخيرًا آلية تكوين التوهج ، ثم افترضوا أيضًا وجوده في المواد الصلبة والغازات.
لذا فإن الدمج مع طرق القياس الأخرى يجعل من الممكن تسجيل الجسيمات الأولية في مرافق المختبر.
في الوقت الحالي ، يتم استخدام إشعاع Cherenkov بنشاط في أجهزة الكشف عن المختبرات الحديثة.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن ملاحظة إشعاع Cherenkov حتى بالعين المجردة في المفاعلات الصغيرة ، والتي غالبًا ما يتم تثبيتها في قاع البركة لضمان الحماية من الإشعاع. في هذه الحالة ، يكون قلب المفاعل محاطًا بتوهج أزرق ، وهو إشعاع Cherenkov.
إذا أعجبتك المادة ، فشاركها على شبكات التواصل الاجتماعي المفضلة لديك وقيمها. شكرا للانتباه!