Эфект Вавілава — Чаранкова

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці

Эфект Вавілава — Чэранкова (выпраменьванне Вавілава — Чаранкова) — свячэнне, выкліканае ў празрыстым асяроддзі зараджанай часціцай, якая рухаецца з хуткасцю, якая перавышае фазавую хуткасць распаўсюджвання святла ў гэтым асяроддзі[1]. Чэранкоўскае выпраменьванне шырока выкарыстоўваецца ў фізіцы высокіх энергій для рэгістрацыі рэлятывісцкіх часціц і вызначэння іх хуткасцяў.

Гісторыя адкрыцця[правіць | правіць зыходнік]

Выпраменьванне Вавілава — Чэранкова ў ахаладжальнай вадкасці ядзернага рэактара

У 1934 годзе Павел Чэранкоў праводзіў у лабараторыі Сяргея Вавілава даследаванні люмінесцэнцыі вадкасцяў пад уздзеяннем гама-выпраменьвання і выявіў слабое блакітнае свячэнне, выкліканае хуткімі электронамі, выбітымі з атамаў асяроддзя гама-выпраменьваннем. Пазней высветлілася, што гэтыя электроны рухаліся з хуткасцю вышэй хуткасці святла ў асяроддзі.

Ужо першыя эксперыменты Чэранкова, прынятыя па ініцыятыве С. І. Вавілава, выявілі шэраг характэрных асаблівасцяў выпраменьвання: свячэнне назіраецца ва ўсіх чыстых празрыстых вадкасцяў, прычым яркасць мала залежыць ад іх хімічнага складу, выпраменьванне мае палярызацыю з пераважнай арыентацыяй электрычнага вектара ўздоўж напрамкі першаснага пучка, пры гэтым у адрозненне ад люмінесцэнцыі не назіраецца ні тэмпературнага, ні прымесных тушэння. На падставе гэтых дадзеных Вавілава было зроблена асноватворнае зацвярджэнне, што знойдзеная з'ява — не люмінесцэнцыя вадкасці, а святло, якое выпраменьваюць хуткія электроны, якія рухаюцца ў ёй .

Тэарэтычнае тлумачэнне з'явы было дадзена І. Тамам і І. Франкам ў 1937 годзе.

У 1958 Чэранкоў, Там і Франк былі ўзнагароджаны Нобелеўскай прэміяй па фізіцы «за адкрыццё і вытлумачэнне эфекту Чэранкова». Манэ Сігбан з Шведскай каралеўскай акадэміі навук у сваёй прамове адзначыў, што «адкрыццё з'явы, цяпер вядомай як эфект Чэранкова, прадстаўляе сабой цікавы прыклад таго, як адносна простае фізічнае назіранне пры правільным падыходзе можа прывесці да важных адкрыццяў і пракласці новыя шляхі для далейшых даследаванняў».

Механізм і геаметрыя выпраменьвання[правіць | правіць зыходнік]

Тэорыя адноснасці абвяшчае: ніводнае матэрыяльнае цела, уключаючы хуткія элементарныя часціцы высокіх энергій, не можа рухацца з хуткасцю, якая перавышае хуткасць святла ў вакууме. Але да хуткасці руху святла ў празрыстых асяроддзях гэта абмежаванне не ставіцца. У шкле або ў вадзе, напрыклад, святло распаўсюджваецца з хуткасцю, якая складае 60-70 % ад хуткасці святла ў вакууме, і нішто не перашкаджае хуткай часціцы (напрыклад, пратону або электрону) рухацца хутчэй святла ў такім асяроддзі.

У 1934 году Павел Чэранкоў праводзіў даследаванні люмінесцэнцыі вадкасцяў пад уздзеяннем гама-выпраменьвання і выявіў слабое блакітнае свячэнне (якое цяпер названа яго імем), выкліканае хуткімі электронамі, выбітымі з атамаў асяроддзя гама-выпраменьваннем. Крыху пазней высветлілася, што гэтыя электроны рухаліся з хуткасцю вышэй хуткасці святла ў асяроддзі. Гэта быў як бы аптычны эквівалент ударнай хвалі, якую выклікае ў атмасферы звышгукавы самалёт. Уявіць гэта з'ява можна па аналогіі з хвалямі Гюйгенса, якія разбягаюцца канцэнтрычнымі коламі з хуткасцю святла, прычым кожная новая хваля выпускае з наступнага пункту на шляху руху часціцы. Калі часціца ляціць хутчэй хуткасці распаўсюджвання святла ў асяроддзі, яна абганяе хвалі. Пікі амплітуды гэтых хваль і ўтвараюць хвалевы фронт выпраменьвання Чэранкова.

Выпраменьванне разыходзіцца конусам вакол траекторыі руху часціцы. Вугал пры вяршыні конусу залежыць ад хуткасці часціцы і ад хуткасці святла ў асяроддзі. Гэта як раз і робіць выпраменьванне Чэранкова гэтак карысным з пункту гледжання фізікі элементарных часціц, паколькі, вызначыўшы вугал пры вяршыні конусу, можна разлічыць па ім хуткасць часціцы.

Цікавыя следствы[правіць | правіць зыходнік]

  • Распаўсюджанае ўяўленне пра тое, што на вялікіх глыбінях ў акіяне пануе цемра, і ўсё, так як святло з паверхні туды не даходзіць, з'яўляецца памылковым. Як следства распаду радыеактыўных ізатопаў у акіянскай вадзе, у прыватнасці, калія-40, нават на вялікіх глыбінях вада слаба свеціцца з-за эфекту Вавілава — Чэранкова [2].. Існуюць гіпотэзы, што вялікія вочы патрэбныя глыбакаводным стварэнням затым, каб бачыць пры гэтакаму слабаму асвятленні.

Гл. таксама[правіць | правіць зыходнік]

Зноскі

  1. «Черенкова – Вавилова излучение». Франк И. М. // Физическая энциклопедия. Гл. ред. Прохоров А. М — М., 1998 Т. 5. — С. 448−450. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7.
  2. Вымярэнне фонавага святлення на вялікіх глыбінях ў акіяне (англ.) 

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]