Efectul lui Vavilov-Cerenkova: Ce trebuie să știți?

Anonim

În filmele științifice, reactoarele nucleare și materialele nucleare sunt întotdeauna strălucite în albastru. De exemplu, în primul film despre "omul de fier", eroul lui Tony Stark efectuat de Robert Downey mai tânăr colectează un mic reactor nuclear care alimentează costumul. Interesant, o strălucire albastră caracteristică, care emană din reactor (este cea reală) - un fenomen cu adevărat existent numit efectul lui Vavilov-Cherenkov. Din cauza faptului că apa din jurul reactoarelor nucleare strălucește într-adevăr albastru strălucitor. Pentru prima dată, această strălucire a fost observată de fizicianul Serghei Vavilov și studentul său absolvent, Pavel Cherenkov, în laboratorul Institutului de Fizică și Matematică din 1933, când au văzut că o sticlă de apă a fost influențată de radiații a fost aprins cu lumină albastră. În 1958, pentru această descoperire a lui Chenkov a primit Premiul Nobel în fizică, împărțind-o cu Ilya Frank și Igor Tamm, care a confirmat experimental existența efectului. Deși radiația lui Vavilov-Cherenkov a fost explicată numai după publicarea de către Albert Einstein teoria specială a relativității, existența sa a fost prezisă de eruditul englez Oliver Hebisida în 1888.

Efectul lui Vavilov-Cerenkova: Ce trebuie să știți? 13073_1
Atunci când unele particule, cum ar fi particulele cosmice, se mișcă mai repede decât viteza luminii în unele medii, apare radiația Vavilov-Cherenkov.

Ce este radiația Vavilov-Cherenkov?

Este imposibil să depășească viteza luminii în vid. Dar când particula elementară este într-un mediu denurit, poate depăși această limitare. Astfel, particulele overclocked în vid poate zbura în apă la viteză, de exemplu, 299.799 kilometri pe secundă: deoarece legile fizicienilor interzic schimbarea instantanee a vitezei, particulei, fiind în mediul înconjurător, zboară mai repede decât restricția locală. În timpul zborului, particula încetinește pierderea energiei care trebuie să meargă undeva.

Așa cum scrie TASS într-un articol dedicat Premiului Nobel în 1958 Fizică, la frânarea mașinii, energia cinetică se deplasează în încălzirea frânelor, iar particulele supeluminale sunt exces sub formă de cantitate de radiații, adică lumină. Una dintre caracteristicile radiației Cherenkov este că este în principal într-un spectru continuu de ultraviolete, și nu în albastru deschis.

Citiți și: Oamenii de știință s-au apropiat de înțelegerea de ce există un univers

Interesant, radiația Cherenkov este similară cu efectul impactului sonor. De exemplu, dacă aeronava se mișcă mai lent decât viteza sunetului, atunci deviația aerului din jurul aripilor aeronavelor apare fără probleme. Cu toate acestea, dacă viteza de mișcare depășește viteza medie a sunetului, atunci există o schimbare bruscă a undelor de presiune și șocuri răspândite dintr-un avion într-un con cu viteză sonoră.

Efectul lui Vavilov-Cerenkova: Ce trebuie să știți? 13073_2
Probabil ați observat că reactorul nuclear al lui Tony Stark strălucește lumina albastră.

Faptul că apare radiația, Vavilov, Cernok, Tamm și Frank verificați în detaliu. Începând cu anul 1951, Vavilov nu a devenit, trei fizicieni au primit premiul Nobel șapte ani mai târziu. Datorită muncii lor, astăzi puteți observa radiația lui Vavilov-Cherenkov aproape oriunde. La. Condiții, bineînțeles, ceea ce știi unde să te uiți.

Doriți să vă țineți la curent cu cele mai recente știri din lumea științei populare și de înaltă tehnologie? Abonați-vă la canalul nostru în telegramă pentru a nu pierde nimic interesant!

Lumină albastră înfiorător

Când radiația Chenkovo ​​trece prin apă, particulele încărcate se mișcă mai repede decât lumina prin acest mediu. Astfel, lumina pe care o vedeți are o frecvență mai mare (sau o lungime de undă mai scurtă) decât lungimea de undă obișnuită. Deoarece lumina cu o lungime de undă scurtă predomină în radiația Cherenkov, strălucirea pare albastră. Acest lucru se datorează faptului că particulele încărcate rapid în mișcare excită electronii moleculelor de apă, care absorb energia și o eliberează sub formă de fotoni de lumină, revenind la echilibru. De obicei, unii dintre acești fotoni neutralizează reciproc (interferențe distructive), astfel încât strălucirea nu este vizibilă. Dar când particula se mișcă mai repede decât lumina poate trece prin apă, valul de șoc creează o interferență constructivă pe care o vedem ca o strălucire.

Este interesant: Care arată cea mai mică particulă din univers?

Efectul lui Vavilov-Cerenkova: Ce trebuie să știți? 13073_3
Spectrul de radiații Cherenkov este continuu, iar intensitatea sa crește cu o frecvență; Acesta este exact ceea ce îi conferă o culoare albastră, pe care o vedeți în fotografiile reactoarelor de piscină.

Din fericire, radiația lui Vavilov-Cherenkov poate fi folosită nu numai astfel încât apa din laboratorul nuclear să strălucească albastru. Deci, în reactorul tipului de bazin, numărul luminiscenței albastre poate fi utilizat pentru a măsura radioactivitatea tijelor de combustibil de evacuare. Radiația este utilizată în experimentele din fizica particulelor elementare - fizica speră că îi va ajuta să determine natura particulelor studiate.

Mai mult, radiația Chenkovo ​​apare atunci când razele cosmice și particulele încărcate interacționează cu atmosfera Pământului, prin urmare, pentru a măsura aceste fenomene, detectarea neutrinilor și studiul razei radiațiilor gamma ale obiectelor astronomice, cum ar fi rămășițele supernovei, detectoarele sunt utilizate.

Despre ceea ce a fost prezentat de Premiul Nobel în Fizică în 2020 și de ce oamenii de știință cred că alte universuri au existat la o explozie mare, am spus în acest articol.

Interesant, dacă particulele încărcate relativiste au lovit în corpul vitros al ochiului uman, atunci puteți vedea flashele radiației Chenkovsky, de exemplu, de la efectele razelor cosmice sau ca urmare a unui accident nuclear, deci este mai bine să se abțină mai bine din acest spectacol luminos.

Citeste mai mult