Ефект Вавілова-Черенкова
Великим відкриттям у фізиці стало відкриття свічення, яке спостерігається у речовині, в якій рухаються заряджені частки зі швидкістю, яка більша фазової швидкості світла у даному середовищі. Фазовою швидкістю світла в середовищі називають відношення довжини хвилі даного випромінювання до його періоду коливання, тобто Величина її може бути також виражена відношенням:
де с – швидкість світла у вакуумі; n – абсолютний показник заломлення середовища. Тобто, якщо швидкість руху заряджених часток у середовищі
Рис. 5.7
Тут е – електрон, який рухається вздовж лінії 1, 2, 3 … у конденсованому середовищі зі швидкістю Можна визначити кут між напрямком поширення конічної світлової хвилі і напрямком руху електрона. Якщо за одну секунду електрон проходить шлях 1-4, то світлова хвиля за цей час пройде шлях 1-1′. Тому, відрізки 1-4 і 1-1′ рівні відповідно
Але
Вираз (5.9) визначає найважливіший закон випромінювання Вавілова-Черенкова.
Рис. 5.8
Встановлено, що випромінювання є поляризованим: електричний вектор лежить у одній площині, яка проходить через напрямок швидкості руху електрона і напрямок променя світла (зрозуміло, він перпендикулярний променю світла). Важливою властивістю випромінювання є те, що воно когерентне, тобто різні його частини можуть інтерферувати між собою. Для спостереження ефекта Вавілова-Черенкова може бути використана установка, зображена на рис. 5.8. Рідина L, налита в посудину С, опромінюється γ -квантами (γ -фотонами) великої енергії (порядку 1 МеВ і більше), γ -кванти вибивають з часток рідини електрони, які приймають на себе велику частину енергії γ -фотонів і рухаються вздовж напрямку їх руху зі швидкістю, яка перевищує фазову швидкість світла у рідині. Електрони збуджують частки рідини, які випускають свічення Вавілова-Черенкова, яке поширюється в напрямках, визначених кутом θ. Це випромінювання відбивається від дзеркала S і потім направляється об’єктивом О на фотопластинку або фотоелектричний приймач. Випромінювання Вавілова-Черенкова в наш час знайшло виключне широке застосування в ядерній фізиці для вимірювання швидкостей частинок високих енергій.
|