Vavilov-Cerenkovos poveikis: Ką reikia žinoti?

Anonim

Mokslinės fantastikos filmuose branduoliniuose reaktoriuose ir branduolinėse medžiagos visada yra šviečiamos mėlynos. Pavyzdžiui, pirmame filme apie "Iron Man", Tony Stark herojus atliko Robert Downey Younger renka mažą branduolinį reaktorių, kuris maitina kostiumą. Įdomu tai, būdinga mėlyna švytėjimas, kilęs iš reaktoriaus (yra tikrasis) - tikrai esamas reiškinys, vadinamas Vavilovo Cherenkovo ​​poveikiu. Būtent dėl ​​to branduolinių reaktorių vanduo tikrai šviečia ryškiai mėlyna. Pirmą kartą šį švytėjimą pastebėjo fizikas Sergejus Vavilovas ir jo absolventas Pavel Cherenkovas 1933 m. Fizikos ir matematikos instituto laboratorijoje, kai jie pamatė, kad vandens butelis turėjo įtakos spinduliuotei buvo apšviesta su mėlyna šviesa. 1958 m. Dėl šio Chenkov atradimo gavo Nobelio fizikos premiją, padalijant jį su Ilja Frank ir Igoris Tamm, kuris eksperimentiškai patvirtino poveikio egzistavimą. Nors Vavilovo-Cherenkov spinduliuotė buvo paaiškinta tik po to, kai "Albert Einstein" paskelbė specialią reliatyvumo teoriją, jos egzistavimą prognozavo anglų erudite Oliver Hebisida 1888 m.

Vavilov-Cerenkovos poveikis: Ką reikia žinoti? 13073_1
Kai kai kurios dalelės, pavyzdžiui, kosminės dalelės, juda greičiau nei šviesos greitis kai kuriose terpėje, pasirodo Vavilov-Cherenkov spinduliuotė.

Kas yra Vavilov-Cherenkov spinduliuotė?

Neįmanoma viršyti šviesos greičio vakuume. Bet kai pradinė dalelė yra tankioje terpėje, ji gali viršyti šį apribojimą. Taigi, dalelė, įjungta vakuume, gali skristi į vandenį greičiu, pavyzdžiui, 299 799 kilometrų per sekundę: Kadangi fizikų įstatymai draudžia momentiniam greičio pokyčiui, dalelėms, kuri yra aplinkoje, greičiau nei vietinis apribojimas. Skrydžio metu, dalelė sulėtina prarasti energiją, kuri turi eiti kažkur.

Kaip Wass rašo straipsnyje, skirtą Nobelio premijai 1958 m. Fizikoje, stabdant automobilį, kinetinę energiją juda į stabdžių šildymą, o superluminalinės dalelės viršija spinduliuotės kvantą, tai yra, šviesa. Vienas iš Cherenkovo ​​spinduliuotės savybių yra tai, kad ji daugiausia yra nuolatinėje ultravioletiniame spektrui, o ne ryškiai mėlynai.

Taip pat: Mokslininkai kreipėsi į supratimą, kodėl yra visata

Įdomu tai, kad Cherenkov spinduliuotė yra panaši į garso poveikį. Pavyzdžiui, jei orlaivis juda lėčiau nei garso greitis, tada oro nuokrypis aplink orlaivio sparnus vyksta sklandžiai. Tačiau, jei judėjimo greitis viršija vidutinį garso greitį, tada yra staigus slėgio ir smūgio bangų pokytis, išplito nuo lėktuvo kūgio su garso greičiu.

Vavilov-Cerenkovos poveikis: Ką reikia žinoti? 13073_2
Jūs tikriausiai pastebėjote, kad Tony Stark branduolinis reaktorius šviečia mėlyna šviesa.

Tai, kad pasirodo spinduliuotė, Vavilovas, Chernok, Tamm ir Frank patikrino išsamiai. Nuo 1951 m. Vavilovas netrukdė, trys fizikai gavo Nobelio premiją septynerius metus. Jų darbo dėka šiandien galite stebėti Vavilov-Cherenkovo ​​spinduliuotę beveik bet kur. Ne. Sąlygos, žinoma, tai, ką žinote, kur žiūrėti.

Norite neatsilikti nuo naujausių naujienų iš populiarios mokslo ir aukštųjų technologijų pasaulio? Prenumeruokite mūsų kanalą telegramoje, kad nepraleistumėte nieko įdomaus!

Creepy Blue Light.

Kai Chenkovo ​​spinduliuotė eina per vandenį, įkrautos dalelės juda greičiau nei šviesa per šią terpę. Taigi, šviesa, kurią matote, turi didesnį dažnį (arba trumpesnį bangos ilgį) nei įprastas bangos ilgis. Nuo šviesos su trumpu bangos ilgiu vyrauja Cherenkov spinduliuote, švytėjimas atrodo mėlynas. Taip yra todėl, kad greitai juda įkrauta dalelė sužadina vandens molekulių elektronus, kurie sugeria energiją ir atleidžia jį šviesos fotonų forma, grįžta į pusiausvyrą. Paprastai kai kurie iš šių fotonų neutralizuoja vieni kitus (destruktyvų trukdžių), todėl švytėjimas nėra matomas. Bet kai dalelė juda greičiau nei šviesa gali eiti per vandenį, šoko banga sukuria konstruktyvų trukdžių, kad matome kaip švytėjimą.

Įdomu: Ką atrodo mažiausia dalelė visatoje?

Vavilov-Cerenkovos poveikis: Ką reikia žinoti? 13073_3
Radiacinės spektro Cherenkov yra tęstinis, o jo intensyvumas didėja su dažnumu; Būtent tai suteikia jam baisią mėlyną spalvą, kurią matote baseino reaktorių nuotraukose.

Laimei, Vavilov-Cherenkov spinduliuotė gali būti naudojama ne tik taip, kad vanduo branduolinėje laboratorijoje šviečia mėlynai. Taigi, baseino tipo reaktoriuje, mėlynos luminescencijos skaičius gali būti naudojamas išmetamųjų degalų strypų radioaktyvumui matuoti. Radiacija naudojama Eksperimentuose Elementinės dalelės fizika - Fizika Tikimės, kad ji padės jiems nustatyti tyrimo dalelių pobūdį.

Be to, Chenkovo ​​spinduliuotė atsiranda, kai kosminiai spinduliai ir įkrautos dalelės sąveikauja su žemės atmosfera, todėl įvertinti šiuos reiškinius, neutrinų aptikimą ir astronominių objektų spinduliuojančių gama spindulių spindulių tyrimą, pvz., Supernova lieka, detektoriai, detektoriai naudojami.

Apie tai, kas buvo pateikta Nobelio fizikos premija 2020 m. Ir kodėl mokslininkai mano, kad kitos visatos egzistavo į didelį sprogimą, pasakiau šiame straipsnyje.

Įdomu tai, jei reliatyvistinės įkrautos dalelės nukentėjo į žmogaus akies stiklinę kūną, tada galite pamatyti Chenkovskio spinduliuotės blyksnį, pavyzdžiui, nuo kosminių spindulių poveikio arba dėl branduolinės avarijos, todėl geriau susilaikyti nuo šio ryškaus spektaklio.

Skaityti daugiau