Kesan Vavilov-Cerenkova: Apa yang anda perlu ketahui?

Anonim

Dalam filem fiksyen sains, reaktor nuklear dan bahan nuklear sentiasa bersinar dalam warna biru. Sebagai contoh, dalam filem pertama mengenai "Iron Man", wira Tony Stark yang dilakukan oleh Robert Downey Younger mengumpul reaktor nuklear kecil yang memberi makan kepada kostum. Menariknya, ciri-ciri cahaya biru, yang berasal dari reaktor (menjadi yang sebenar) - fenomena yang benar-benar sedia ada yang dikenali sebagai kesan Vavilov-Cherenkov. Ia adalah kerana ia bahawa air yang mengelilingi reaktor nuklear benar-benar bersinar biru terang. Buat pertama kalinya, cahaya ini diperhatikan oleh ahli fizik Sergey Vavilov dan pelajar siswazahnya Pavel Cherenkov di makmal Institut Fizik dan Matematik pada tahun 1933, apabila mereka melihat bahawa botol air dipengaruhi oleh radiasi dinyalakan dengan cahaya biru. Pada tahun 1958, untuk penemuan ini Chenkov menerima Hadiah Nobel dalam Fizik, membahagikannya dengan Ilya Frank dan Igor Tamm, yang secara eksperimen mengesahkan kewujudan kesannya. Walaupun radiasi Vavilov-Cherenkov dijelaskan hanya selepas penerbitan oleh Albert Einstein teori khas relativiti, kewujudannya diramalkan oleh orang Inggeris Erudite Oliver Hebisida pada tahun 1888.

Kesan Vavilov-Cerenkova: Apa yang anda perlu ketahui? 13073_1
Apabila sesetengah zarah, seperti zarah kosmik, bergerak lebih cepat daripada kelajuan cahaya dalam beberapa medium, radiasi Vavilov-Cherenkov muncul.

Apakah radiasi vavilov-cherenkov?

Tidak mustahil untuk melebihi kelajuan cahaya dalam vacuo. Tetapi apabila zarah-zarah asas berada dalam medium yang padat, ia mungkin melebihi batasan ini. Oleh itu, zarah yang overclocked di Vacuo boleh terbang ke dalam air pada kelajuan, sebagai contoh, 299,799 kilometer sesaat: Oleh kerana undang-undang ahli fizik melarang perubahan segera dalam kelajuan, zarah, yang berada di alam sekitar, terbang jauh lebih cepat daripada sekatan tempatan. Semasa penerbangan, zarah melambatkan kehilangan tenaga yang perlu pergi ke suatu tempat.

Seperti yang ditulis oleh Tass dalam satu artikel yang didedikasikan untuk Hadiah Nobel pada tahun 1958 fizik, apabila brek kereta, tenaga kinetik bergerak ke dalam pemanasan brek, dan zarah-zarah superluminal adalah lebihan dalam bentuk radiasi quanta, iaitu, cahaya. Salah satu ciri radiasi Cherenkov adalah bahawa ia adalah terutamanya dalam spektrum ultraviolet yang berterusan, dan tidak berwarna biru terang.

Baca juga: Para saintis menghampiri pemahaman mengapa terdapat alam semesta

Menariknya, sinaran Cherenkov adalah sama dengan kesan kesan bunyi. Sebagai contoh, jika pesawat bergerak lebih perlahan daripada kelajuan bunyi, maka penyimpangan udara di sekitar sayap pesawat itu berlaku dengan lancar. Walau bagaimanapun, jika kelajuan pergerakan melebihi kelajuan purata bunyi, maka terdapat perubahan mendadak dalam tekanan dan gelombang kejutan yang tersebar dari kapal terbang dalam kerucut dengan kelajuan bunyi.

Kesan Vavilov-Cerenkova: Apa yang anda perlu ketahui? 13073_2
Anda mungkin menyedari bahawa reaktor nuklear Tony Stark bersinar cahaya biru.

Fakta bahawa radiasi muncul, Vavilov, Chernok, Tamm dan Frank diperiksa secara terperinci. Sejak pada tahun 1951, Vavilov tidak menjadi, tiga ahli fizik menerima Hadiah Nobel tujuh tahun kemudian. Terima kasih kepada kerja mereka, hari ini anda boleh melihat radiasi Vavilov-Cherenkov hampir di mana sahaja. Di. Syarat, tentu saja, apa yang anda tahu di mana untuk menonton.

Mahu mengikuti berita terkini dari dunia sains popular dan teknologi tinggi? Langgan saluran kami dalam Telegram untuk tidak terlepas apa-apa yang menarik!

Creepy Blue Light.

Apabila radiasi Chenkovo ​​melewati air, zarah yang dikenakan bergerak lebih cepat daripada cahaya melalui medium ini. Oleh itu, cahaya yang anda lihat mempunyai frekuensi yang lebih tinggi (atau panjang gelombang yang lebih pendek) daripada panjang gelombang biasa. Sejak cahaya dengan panjang gelombang pendek berlaku dalam radiasi Cherenkov, cahaya kelihatan biru. Ini kerana partikel yang dipindahkan dengan cepat menggembirakan elektron molekul air, yang menyerap tenaga dan melepaskannya dalam bentuk foton cahaya, kembali ke keseimbangan. Biasanya beberapa foton ini meneutralkan satu sama lain (gangguan yang merosakkan), jadi cahaya tidak dapat dilihat. Tetapi apabila zarah bergerak lebih cepat daripada cahaya boleh melalui air, gelombang kejutan mewujudkan gangguan yang membina yang kita lihat sebagai cahaya.

Ia menarik: apa zarah terkecil di alam semesta kelihatan seperti?

Kesan Vavilov-Cerenkova: Apa yang anda perlu ketahui? 13073_3
Spektrum radiasi Cherenkov berterusan, dan intensitinya meningkat dengan kekerapan; Inilah yang memberikannya warna biru yang menyeramkan, yang anda lihat dalam gambar reaktor kolam renang.

Nasib baik, radiasi Vavilov-Cherenkov boleh digunakan bukan sahaja supaya air di makmal nuklear akan bersinar biru. Jadi, dalam reaktor jenis lembangan, bilangan luminescence biru boleh digunakan untuk mengukur radioaktiviti rod bahan api ekzos. Radiasi digunakan dalam eksperimen dalam fizik zarah-zarah asas - fizik berharap bahawa ia akan membantu mereka menentukan sifat zarah yang sedang dikaji.

Selain itu, sinaran Chenkovo ​​berlaku apabila sinar kosmik dan zarah yang dikenakan berinteraksi dengan suasana bumi, oleh itu, untuk mengukur fenomena ini, pengesanan neutrinos dan kajian sinar gamma yang memancar objek astronomi, seperti supernova kekal, pengesan digunakan.

Mengenai apa yang dibentangkan oleh Hadiah Nobel dalam Fizik pada tahun 2020 dan mengapa saintis percaya bahawa alam semesta lain wujud kepada letupan besar, saya memberitahu dalam artikel ini.

Menariknya, jika zarah yang dikenakan relativistik melanda dalam badan vitreous mata manusia, maka anda dapat melihat kilat sinaran Chenkovsky, contohnya, dari kesan sinar kosmik atau akibat kemalangan nuklear, jadi lebih baik untuk menahan diri dari cermin terang ini.

Baca lebih lanjut