Физика

Эффект Вавилова — Черенкова

В 1934 г. советские физики П. А. Черенков и С. И. Вавилов обнаружили новый вид свечения, которое получило название свечения Вавилова—Черенкова. Этот эффект можно наблюдать, когда источник проникающего радиоактивного излучения окружен плотной прозрачной средой, например водой.

Свечение возникает при движении частиц, например электронов, в какой-либо прозрачной среде со скоростью, превышающей скорость света в этой среде. Это не противоречит специальной теории относительности, согласно которой скорость движения частицы не может превышать скорость света в вакууме с=3*108 м/с, поскольку скорость света в среде vс = c/n (для воды о=2,25*108 м/с). Следовательно, электрон может двигаться со скоростью, большей vс, но не превышающей c. В случае воды для этого электрону достаточно иметь энергию больше 0,26 МэВ.

Такое движение частицы похоже на движение корабля со скоростью, превышающей скорость распространения волн на воде; при этом за кораблем возникают расходящиеся волны. Аналогичное явление наблюдается при движении самолета со сверхзвуковой скоростью, за которым распространяются звуковые волны с конусообразным фронтом. Угол при вершине этого конуса тем меньше, чем быстрее летит самолет.

Когда заряженная частица пролетает в среде со сверхсветовой (для этой среды) скоростью, она возбуждает атомы среды, которые испускают затем когерентное излучение, распространяющееся со скоростью vc меньшей, чем скорость частицы vч. Если за какое-то время t частица пролетает расстояние AB=vчt (рис. 37.7), то световые волны из точки А распространяются по сфере на расстояние AD=AC=vct. При этом фронт световых волн, испускаемых атомами, находящимися на прямой АВ, образует коническую поверхность (с образующими BG и BD). Так как ΔАВС прямоугольный, то:

sin θ = vct/vчt = vc/vч.

Отсюда видно, что угол θ тем меньше, чем больше скорость частицы. Таким образом, свечение Вавилова—Черенкова можно использовать для определения скорости движения быстрых частиц. Это свечение можно наблюдать в воде, применяемой в ядерном реакторе.

content

Share
Published by
content

Recent Posts

Копирование и размножение планов и карт

Если основа оригинала (карты пли плана) прозрачна, то копию можно снять при помощи стола со…

4 месяца ago

Решение задач на топографических планах (картах)

Определение координат точки. Пусть точка А (рис. 32) находится в квадрате, абсциссы и ординаты вершин…

4 месяца ago

Рельеф местности и способы его изображения

Рельефом местности называется совокупность неровностей физической поверхности земли. В зависимости от характера рельефа местность делят…

4 месяца ago

Условные знаки топографических планов и карт

Для обозначения на планах и картах различных предметов местности, применяются специально разработанные условные знаки. Для обличения…

4 месяца ago

Номенклатура карт и планов

В инженерной геодезии чаще всего пользуются топографическими картами. Их составляют в масштабах 1:10000, 1:25000, 1:50000…

5 месяцев ago

Масштабы

Масштабом называется отношение длины отрезка линии на плане (профиле) к соответствующей проекции этой линии на…

5 месяцев ago