Излучение Вавилова-Черенкова

Черенкова – Вавилова излучение – световое излучение, возникающее при движении в веществе электрически заряженных частиц (например, электронов) со скоростью, превышающей фазовую скорость света в этом веществе (скорость распространения световых волн). В отличие от тормозного излучения, возникающего при неравномерном движении электрических зарядов, черенковское излучение возникает и при равномерном движении, но при скоростях движения электрона, превышающих скорость света в данной среде. Обнаружено в 1934 П.А.Черенковым при исследовании гамма-люминесценции растворов как слабое голубое свечение жидкостей под действием гамма-лучей.

Уже первые эксперименты Черенкова, предпринятые по инициативе С.И.Вавилова, выявили ряд характерных особенностей излучения: свечение наблюдается у всех чистых прозрачных жидкостей, причём яркость мало зависит от их химического состава, излучение имеет поляризацию с преимущественной ориентацией электрического вектора вдоль направления первичного пучка, при

этом в отличие от люминисценции не наблюдается ни температурного, ни примесного тушения. Черенкову удалось доказать, что наряду с люминесценцией при облучении жидкостей некоторыми радиоактивными β- и γ-источниками появляется совершенно новый тип свечения, многие

характеристики которого прямо противоположны свойствам люминесценции, а именно:

- интенсивность и спектр излучения почти не зависят от типа вещества, его чистоты и температуры;

- излучение связано с движением в среде электронов (это было установлено в специальных опытах, в

которых сосуд с исследуемой жидкостью помещали в магнитное поле);

- излучение поляризовано и направлено вдоль пучка электронов;

- излучение имеет сплошной спектр, максимум интенсивности приходится на синюю часть спектра;

- излучение имеет пороговый характер; оно не вызывается, например, рентгеновскими лучами с

максимальной энергией 30 КэВ.

Обнаруженное Черенковым свечение носит универсальный характер в

том смысле, что под действием излучения с достаточной энергией

"светятся" все прозрачные тела, а не только жидкости.

Эффект Доплера

В акустике изменение частоты, обусловленное эффектом Доплера, определяется скоростями движения источника и приемника по отношению к среде, являющейся носителем звуковых волн (см. формулу (103.2)). Для световых волн также существует эффект Доплера. Однако особой среды, которая служила бы носителем электромагнитных волн, не существует. Поэтому доплеровское смещение частоты световых волн определяется только относительной скоростью источника и приемника.

 

27 Тепловое излучение. Абсолютно чёрное тело

Тепловое излучение - тело светится или начинает светится при сообщении ему необходимой энергии нагревания.

Закон Кирхгофа: Отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не зависит от их формы и химической природы.

Энергетическая светимость: поток энергии, испускаемый на ед. поверхности излучаемого тела по всем направлениям(в пределах телесного угла).

Спектральная поглощательная способность:

Абсолютно чёрное тело поглощает всё падающее на него излучение, то есть для него .

Серое тело: - зависит от температуры

Спектральная плотность энергетической светимости — отношение величины энергетической светимости приходящейся на малый спектральный интервал , заключённый между и , к ширине этого интервала:

Закон Кирхгофа

Между излучательной и поглощательной способностью тела существует связь. В замкнутую плоскость с постоянной температурой поместим несколько тел. Эти тела (1,2,3) могутобмениваться энергией между собой только с помощью

излучения и поглощения. Если тепловое излучение больше чем поглощение, то т.к. t=const, то его энергия не меняется. Значит, тело 1 столько же поглощает, сколько излучает. Если имеется ряд тел, каждое из которых обладает излучательной способностью (r (инд. λ1), r (инд. λ2),

r (инд. λ3) … r (инд. λn) и поглощательной способностью (a (инд.λ1),

a (инд. λ2), a (инд. λ3)… a (инд. λn), то отношение

r (инд. λ1) / a (инд. λ1) = r (инд. λ2) / a (инд. λ2) =…=

= r (инд.λn) / a(инд.λn)=f (λ, T). Не зависит от природы тела и является универсальной функцией от длины волны и температуры.