შესვლა
მომხმარებლები
სტუმრები: 3

წევრები: 0

რეგისტრირებულები: 291
ბოლო წევრი: gigijgarkava

მომავალი ღონისძიებები

ღონისძიება არაა დაგეგმილი.


სტატიების ეირარქია
არასითბური გამოსხივება

როგორც ცნობილია ელექტრო-მაგნიტური ტალღები აღიძვრება დამუხტული ნაწილაკების აჩქარებული მოძრაობისას და ხშირად განსხვავდება სითბური გამოსხივებისაგან. სპექტრული ანალიზი ობიექტის ხარისხობრივი და რაოდენობრივი შემადგენლობის განსაზღვრის მეთოდთა ერთობლიობაა, რომელიც ეფუძნება მატერიისა და გამოსხივების ურთიერთქმედებით წარმოქმნილი სპექტრის შესწავლას. მოლეკულური სპექტრული ანლიზი საშუალებას იძლევა განისაზღვროს საკვლევი ელემენტის ატომური და მოლეკულური შემადგენლობა.

განვიხილოთ არასითბური გამოსხივების ორი მაგალითი: კომპტონის ეფექტი და ჩერენკოვის გამოსხივება.

კომპტონის ეფექტი არის თავისუფალ ელექტრონებზე ელექტრომაგნიტური გამოსხივების დრეკადი გაბნევა, რასაც თან ახლავს ტალღის სიგრძის გადიდება; აღმოაჩინა არტურ კომპტონმა 1922 წელს. კვანტური თეორიის თანახმად, ელექტრომაგნიტური ტალღების გაბნევა დამუხტულ ნაწილაკებზე განიხილება როგორც ნაწილაკისა და ელექტრომაგნიტური ველის კვანტის — ფოტონის დაჯახების შედეგი. კომპტონის ეფექტი თავს იჩენს, როდესაც გამა კვანტს გააჩნია 2 MeV-მდე (მეგა ელექტრონული ვოლტი) ენერგია. აქაც, ისევე როგორც ფოტოეფექტის დროს, ადგილი აქვს დაჯახებების შედეგად ენერგიის გადაცემას. მაგრამ ფოტონი მხოლოდ მისი ენერგიის ნაწილს გადასცემს ელექტრონს, თვითონ კი დრეკადად გაიბნევა (აირეკლება, ფრენის ტრაექტორიას შეიცვლის), ანუ არ შთაინთქმება დაჯახებისას. აქედან გამომდინარე შეიძლება ითქვას, რომ კომპტონის ეფექტი გამოსხივების (ამ შემთხვევაში გამა გამოსხივებაზეა საუბარი) ინტენსიურობას არ ამცირებს — გამა კვანტი მხოლოდ ენერგიის ნაწილს კარგავს. ეს კი მას „გრძელტალღოვან“ გამა კვანტად აქცევს და უცვლის ფრენის მიმართულებას. აღსანიშნავია, რომ თუ გამა კვანტის ენერგია < 0.5 MeV მაშინ შესაძლოა ადგილი ჰქონდეს გამა კვანტის "უკუგდებასაც".

wanda.fiu.edu/teaching/courses/Modern_lab_manual/_images/compton_scattering.png
ვთქვათ დაჯახებამდე γ-ს გააჩნია ენერგია Eγ = (hc)/λ, სადაც c = λν. აქედან გამომდინარეობს → Eγ = (hc)/λ. ნათლად ჩანს, რომ გამა კვანტის ენერგია და ტალღის სიგრძე უკუპროპორციულ დამოკიდებულებაშია ერთმანეთთან. ეს კი ხსნის ზემოთ მოხსენებულ ფრაზას, რომ როდესაც გამა კვანტის ენერგია მცირდება იგი ხდება გრძელტალღოვანი. 

ჩერენკოვის გამოსხივება - ფარდობითობის სპეციალური თეორიის თანახმად, არცერთ ნაწილაკს ვაკუუმში არ შეუძლია სინათლის სიჩქარეზე მაღალი სიჩქარით გადაადგილება (c = 300 000 კმ/წმ). მაგრამ სინათლის სიჩქარე რაიმე გარემოში განსხვავებულია ვიდრე ვაკუუმში, upload.wikimedia.org/math/e/f/4/ef47426a0e1c3b49a803739b0db2bd17.pngანუ სიჩქარე დამოკიდებულია გარემოს გარდატეხის მაჩვენებელზე: v = c/n, სადაც c არის სინათლის სიჩქარე ვაკუუმში და n გარემოს გარდატეხის მაჩვენებელი. შეიძლება მოხდეს ისეც, რომ გარემოში ნაწილაკის სიჩქარე აღემატებოდეს სინათლის სიჩქარეს ამ გარემოში (თუმცა, ეს სიჩქარე არასდროს აღემატება c-ს). თუკი ეს ნაწილაკი ელექტრულად დამუხტულია, ადგილი აქვს ჩერენკოვის ეფექტს, ანუ გამოსხივდება სპეციალური ტიპის სინათლე. როდესაც ჰაერში სხეულის სიჩქარე აჭარბებს ბგერის სიჩქარეს, წარმოიქმნება ბგერითი ტალღების კონუსი. ანალოგიურად ხდება ელექტრო-მაგნიტური ტალრების შემთხვევაშიც, აქაც წარმოიქმნდება კონუსური ტალღა რომელიც ძალიან გავს ბგერის შემთხვევაში წარმოქმნილ კონუსს.

www.justphysics.com/wp-content/uploads/2012/11/Cherenkov-radiation-Physical-origin.jpg
ჩერენკოვის გამოსხივებას ახასიათებს ეგრეთწოდებული ჩერენკოვის კუთხე, რომლის გამოთვლაც შესაძლებელია შემდეგი ფორმულით:


upload.wikimedia.org/math/4/b/c/4bc0d8479a0f6b4a35a89eb8ec01bfbb.png
upload.wikimedia.org/math/1/e/3/1e32e1781195e27b195e2682bf61e260.png

სადაც v არის დამუხტული ნაწილაკის სიჩქარე (შესაბმისად c/n არის სინათლის სიჩქარე მოცემულ გარემოში). თუ ნაწილაკის სიჩქარე მოცემულ გარემოში სინათლის სიჩქარის ტოლია, არანაირ გამოსხივებას არა აქვს ადგილი და ეს კუთხე იღებს მაქსიმალურ მნიშვნელობას.
 
ჩერენკოვის გამოსხივების კვლევა დღეს ძალიან მნიშვნელოვანია ასტრონომიისათვის და ელემენტარულ ნაწილაკებზე ექსპერიმენტებისათვის. როდესაც კოსმოსური სხივები „ეჯახება“ ატროსფეროს წარმოიქმნდება ელექტრონებისა და პოზიტრონების წყვილები, რომლებიც მოძრაობენ ძალიან დიდი სიჩქარით. ამ ნაწილაკების მიერ წარმოქმნილი ჩერენკოვის გამოსხივება გამოიყენება საწყისი სხივების მიმართულებისა და წარმოქმნის ადგილის დასადგენად. ეს მეთოდი, (Imaging Atmospheric Cherenkov Technique) გამოიყენება სხვადასხვა ატმოსფერულ ექსპერიმენტში, როგორც მაგალითად H.E.S.S. და MAGIC-ში, და ნეიტრინოების კვლევის მოწყობილობებში, მაგალითად იაპონიის ობსერვატორია Super-Kamiokande.


www.thelivingmoon.com/45jack_files/04images/Cherenkov/Super_Kamiokande_Neutrino_Event.png

კომენტარები
კომენტარი არაა დამატებული.
დაწერეთ კომენტარი
კომენტარის დასამატებლად გთხოვთ დარეგისტრირდეთ.
შეფასებებიბი
რეიტინგი მხოლოდ წევრებისათვისაა ხელმისაწვდომი.

Please login or register შეფასება.

შეფასებები არაა გამოგზავნილი.