Мьосбауеровата ефект - studopediya

E nergiya кри-кабина може да бъде представен като сумата на енергиите на нормалните решетъчни вибрациите.

Енергийно ЛИЗАЦИЯ нормална честота на вибрациите, състоящ се от части на величина

Тази част от (квантова) на енергия се нарича фонон. Много процеси в кристала (например, рентгеново разсейване чиито LU-или неутрони) протичат както ако имаше фонон импулс

където вълна вектора на съответните нормално гликол-трептения.

Фонон в много отношения се държи както ако бяха на частиците на енергия (1) и скорост (2). Въпреки това, за разлика от конвенционалните частици (електрони, протони и фотони м. П.) фонон не може да се случи в vakuume- за наличието му и съществуване фонон нуждае от среда. Този вид частици се наричат ​​квазичастици-Tsami. По този начин, фонон е квази-частиците.

фонон импулс има специфични свойства. Когато взаимодействат един с друг фонон на инерция раз-недискретната части могат да предават кристална решетка и следователно не се съхраняват. Във връзка с тази стойност (2), ако не се нарича фонон пулс и квази-пулс.

Кристалът може да се възбуждат едновременно неограничен брой идентични фонони.

На колебанията на кристалната решетка могат да бъдат представени като фонон газ, съдържащ се в пробите по-чип са както електромагнитната радиация набор може да бъде представена като попълнено кухина фотонен газ. Формално двата възгледа са много сходни - и фотони,

и фонони се подчиняват на същите статистически данни. Въпреки това, между фотони и фонони, има значителна разлика: докато фотоните са действителните частици, фонони са квазичастици.

Комбинираният разсейваща светлина от кристали може да се разглежда като процес на фотон взаимодействие с фонони. Photon преминаване през кристалната решетка може да се възбуди него фонон една от честотите на оптичната клон на кристала. Това фотон ще прекарат част от своята енергия, така че неговата честота намалява - има червен сателит. Ако сте били развълнувани фонон летене фотон може да го усвои, увеличаване за сметка на енергията си в кристала - има лилав луна.

Атомите особено интензивно поглъщат честоти на светлината, сажди, съответстващо на прехода от земята до него, СЗО-възбудено състояние. Това явление се нарича резонансна абсорбция. Връщайки се след това на основното състояние, атомите излъчват фотони резонансната честота. Съответните да представи лъчение се нарича резонансната радиация или резонанс флуоресценцията.

Както атома, атомни ядра имат отделни нива на енергия, най-ниската от които се казва, че е нормална, а останалата част - възбуден. Преходите между тези нива пораждат късовълнова електромагнитно лъчение, известни лъчи.

Подходящ преходен квантов вой система между две състояния и линията на емисиите на линията на абсорбция изместени една спрямо друга

където R-откат енергия.

където теглото на ядрото.

широчина на спектрални линии, линия на смени и т.н. ние, изразено в енергийни единици, се умножи за тази цел подходящата честота от постоянна Планк. Тези единици се измести линии на емисиите и абсорбцията се характеризират с величината на 2R, и Доплер разширяване на линия стойност

където скоростта на термична движение на молекули.

Фиг. 1 показва типична картина фотон, доказва в относителното положение на линиите на емисиите и абсорбция. Ясно е, че само малка част от излъчваната фото-нов (относителното количество на техните съответни определени линия координира проводим емисии) може да се тества-Ing абсорбция резонанс, вероятността за абсорбция е малка (това вероятността се определя от координатите на абсорбция линия). Ето защо, за ядра усвояване резонанс ефект не може да се наблюдава в продължение на дълго време.

До 1958 абсорбцията резонанс на гама лъчи в успяха-се наблюдава с устройства, в които радиационен източник движи със скорост V в посока на абсорбента положителни съществуват. Това се постига чрез поставяне на радиоактивно вещество върху въртящ се диск ръб (фиг. 2). Disc тучни-dilsya вътре масивна оловна защита, която поглъща лъчи. Лъч радиация навън през тесния канал

и аз имам на абсорбиращия материал. Инсталирани инсталирана за Titel контра-лъчи записва интензитета-cheniya радиацията предава през абсорбера. Поради сила преди Plerin честотни лъчи, излъчени от източник на повишена до мястото, където скоростта v- източник е относително glotitelya, т.е. линията на емисиите се измества надясно. Бране подходяща ротационна скорост на диска, е възможно да се наблюдава абсорбция резонанс.

През 1958 г., RL Мьосбауерова проучен ядрената абсорбция резонанс на гама лъчи (иридий изотоп с масово число, 191), на линия ispus Kania и придобиване частично се припокриват и може да се наблюдава резонансната абсорбцията. За да се намали абсорбцията, Мьосбауеровата реши хлад източника и абсорбатор rasschity-Карвай по този начин се намали ширината на Доплер, а следователно и на припокриващи се линии. Въпреки това, вместо очакваното намаление открили Мьосбауеровата подобряване усвояването на резонанс. Резултатите от теста показват, че при охладени емисионни линии и абсорбционни съвпадат лъчи и имат много малка ширина, феноменът на еластичния (т. Е. не са придружени от промяна на вътрешната енергия на тялото) емисията или абсорбцията на гама лъчи е наречен ефект на мьосбауер.

Физическата същността на ефекта Мьосбауерова се състои в това, че по време на ядрото на емисиите квантовата намира в възел кристал-решетки, на фотонна енергия на прехода може да бъде разпределена между - квантовата и решетъчни вибрациите. В последния случай, заедно с кванти възникне фонони. По този начин, енергията на преход може да бъде разпределена между лъчи и фонони. Мьосбауеровата преход възниква в случай, че вибрациите на решетка-ING състояние не се е променил, и получава цялата -quantum преход енергия.

По този начин, по време на емисията или абсорбция-квантовата сърцевината на ходене в мястото на решетка може proish-ди два процеса: 1) промяна в вибрационно състояние на решетка т.е. част от прехода в енергетиката на емисиите квантовата отива до образуването на фонони 2) пулс предаване-квантова решетъчни като цяло, без да се променя вибриращо състояние, т.е.. д. еластична квантовата излъчване и поглъщане. Всеки от тези методи има определена вероятност-ност, чиято стойност зависи от специфичните свойства на кри-Stull, -quantum енергия и температура. При по-ниски температури, така относителната вероятност на еластични процеси е монтаж.

Фиг. 3 показва типичен спектър на излъчване и поглъщане на гама лъчи (E-енергийни лъчи, I-интензитет, R средно откат енергия). Двете спектри съдържат практически идентични много тесни линии, съответстващи на еластични процеси. Тези линии са разположени на фона на голямо разстояние линии поради процес, придружен-Giver промяна в вибрационно състояние на решетката. С намаляване на температурата на заден план се намалява, а делът на еластични процеси СЗО-топят, но никога не достига до единство.

Мьосбауеровата ефект е открил многобройни приложения. В областта на ядрената физика, тя се използва за намиране на живота на възбудените състояния на ядрата (в Т) и за определяне на въртене магнитен момент и електрически квадруполни момента ядра. В физика на ефекта Мьосбауерова твърди се използва за изследване на динамиката на кристалната решетка и за изследване на вътрешни електрически и магнитни полета в кристалите.

Благодарение на изключително малка ширина на метода за преместване източник линии Мьосбауеровата позволява измерване на енергийни лъчи настроени с голяма относителна точност (15-ти значителна цифра). Този факт се възползва от американски физици лира и Ребка за откриване предсказано от общата теория на относителността гравитационното червено отместване на честотата на фотона). От общата теория на относителността, която често е един фотон трябва да се промени с гравитационния потенциал промяна-Ниеми. Това OCU-по-рано, така че фотонът се държи като частица имаща гравитационното тегло SOI-равно (вж. Параграф 71 1st обеми). Ето защо, когато минава по един и същ гравитационно поле, Особености-изискуемост интензивност ж, начинът, по на борда, в обратната посока на силата, енергията фотон се дължи на умения пришити. Следователно енергията на употребяваните на фотон. не е равно

когато промяната на гравитационното потенциал. Получената контакт формула е валидна за един фотон се движи в неодимов неравномерност в гравитационното поле (в този случай).

Светлината идва към Земята от звездите, преодолявайки силно поле на привличане на тези осветителни тела. Близо земята той стажант Тива действия само много слабо ускоряване поле. В това, всички спектрални линии на звезди трябва да бъдат малко по-scheny CME-към червения край на спектъра. Подобна промяна, наречена Vai-гравитационното червено отместване потвърдено качествено чрез астрономически наблюдения.

Паунд и Ребка се опитва да открие това явления му в земните условия. Те са разположени източник на радиация () и абсорбера при висока кула на разстояние от 21 m един от друг (фиг. 4). Относителна-фотонна енергия промяна по време на преминаването на това разстояние е само

Промяната води до относително изместване на линиите на поглъщане и излъчване трябва да се показва в малък отслабване на усвояване резонанс. Независимо от крайно незначителни ефекта (ширина промяна линия е приблизително) и лира Ребка може да открива и да го измери с достатъчно-точна прецизност. Полученият резултат е от 0.99 ± 0.05 от предсказаната теория. Така, че е възможно да се докаже по безспорен начин наличието на гравитационно изместване час Toty фотони в наземна лаборатория.