Эффект Мёссбауэра. Изотов В.В - 13 стр.

UptoLike

13
лоренцевой для скоростного спектра. Месбауэровский спектр в этом случае
описывается следующей формулой:
I(v) =
N1
( Г /2)
(E v / c) (Г /2)
2
22
+
ε
γ
(8)
где N
- счет при больших скоростях движения, когда резонансное поглощение
отсутствует, ε- амплитуда линии. ε = Кf
s
t
эф
, здесь К - доля мессбауэровских
гамма-квантов, соответствующих переходу I
1
=3/2 I
0
=1/2, f
s
- вероятность
эффекта Мессбауэра в материале источника, t
эф
- эффективная толщина
поглотителя, Г=Г
s
+ Г
а
(Г
s
- ширина линии испускания, Г
а
- ширина линии
поглощения).
Таким образом, для тонкого поглотителя линия мессбауэровского спектра
имеет ширину, равную сумме ширин линии испускания источника и линии
поглощения поглотителя, т.е. удвоенной естественной ширине
мессбауэровского уровня.. Характерный вид мессбауэровского спектра с
одиночной линией изображен на рис.8.
Амплитуда линии, ε, пропорциональна произведению вероятностей
эффекта мессбауэра в
источнике и поглотителе и пропорциональна толщине
поглотителя. Однако, такая зависимость выполняется только для тонкого
поглотителя, когда t
эф
<<1. При увеличении толщины поглотителя ширина
линии возрастает, а форма линии отклоняется от лоренцевой. Измерения
мессбауэровских спектров со сложной СТ структурой обычно проводят с
«тонкими» поглотителями (t
эф
<<1), для которых представление формы линии
лоренцевой функцией остается достаточно хорошим приближением.
3.2. Сверхтонкая структура мессбауэровских спектров
57
Fe.
Взаимодействия ядра с электронной оболочкой атома (сверхтонкие
взаимодействия) вызывают сдвиг и расщепление линии мессбауэровского
спектра. В данном разделе будет рассмотрена структура мессбауэровских
спектров для 3-х основных типов сверхтонких взаимодействий. Для
конкретности будут рассмотрены спектры наиболее популярного
мессбауэровского изотопа
57
Fe, у которого гамма-переход происходит между
ядерными уровнями 3/21/2. Основные ядерные параметры
57
Fe приведены в
таблице 2. В разделе будут рассмотрены мессбауэровские спектры для
стандартной методики эксперимента, когда р/а источник имеет одиночную
мессбауэровскую линию, а предметом исследования является СТ структура
ядер
57
Fe в поглотителе.
лоренцевой для скоростного спектра. Месбауэровский спектр в этом случае
описывается следующей формулой:

               ⎡       ε ⋅ (Г / 2) 2    ⎤
    I(v) = N ∞ ⎢1 −                    2⎥                               (8)
               ⎢⎣ (Eγ v / c) + (Г / 2) ⎥⎦
                            2


где N∞ - счет при больших скоростях движения, когда резонансное поглощение
отсутствует, ε- амплитуда линии. ε = Кfstэф, здесь К - доля мессбауэровских
гамма-квантов, соответствующих переходу I1=3/2 → I0=1/2, fs - вероятность
эффекта Мессбауэра в материале источника, tэф - эффективная толщина
поглотителя, Г=Гs + Га (Гs - ширина линии испускания, Га - ширина линии
поглощения).
    Таким образом, для тонкого поглотителя линия мессбауэровского спектра
имеет ширину, равную сумме ширин линии испускания источника и линии
поглощения        поглотителя,       т.е. удвоенной естественной    ширине
мессбауэровского уровня.. Характерный вид мессбауэровского спектра с
одиночной линией изображен на рис.8.
    Амплитуда линии, ε, пропорциональна произведению вероятностей
эффекта мессбауэра в источнике и поглотителе и пропорциональна толщине
поглотителя. Однако, такая зависимость выполняется только для тонкого
поглотителя, когда tэф<<1. При увеличении толщины поглотителя ширина
линии возрастает, а форма линии отклоняется от лоренцевой. Измерения
мессбауэровских спектров со сложной СТ структурой обычно проводят с
«тонкими» поглотителями (tэф<<1), для которых представление формы линии
лоренцевой функцией остается достаточно хорошим приближением.

3.2. Сверхтонкая структура мессбауэровских спектров 57Fe.

    Взаимодействия ядра с электронной оболочкой атома (сверхтонкие
взаимодействия) вызывают сдвиг и расщепление линии мессбауэровского
спектра. В данном разделе будет рассмотрена структура мессбауэровских
спектров для 3-х основных типов сверхтонких взаимодействий. Для
конкретности     будут   рассмотрены  спектры   наиболее    популярного
                          57
мессбауэровского изотопа Fe, у которого гамма-переход происходит между
ядерными уровнями 3/2→1/2. Основные ядерные параметры 57Fe приведены в
таблице 2. В разделе будут рассмотрены мессбауэровские спектры для
стандартной методики эксперимента, когда р/а источник имеет одиночную
мессбауэровскую линию, а предметом исследования является СТ структура
ядер 57Fe в поглотителе.




                                    13