Эффект Мёссбауэра. Изотов В.В - 6 стр.

UptoLike

6
где v - скорость атома, точнее, прекция скорости на направлении испускания
гамма-кванта.
Хаотическое движение излучателей вызывает уширение спектральной
линии:
TkΔE2Δ
BRD
= ,
где Т - температура, k
В
- постоянная Больцмана.
При комнатной температуре (Т = 300 К), доплеровская ширина равна для
оптической линии 10
-1
эВ, что значительно превышает естественную ширину
этих линий (на 6-7 порядков).
Теперь мы можем ответить на вопрос к чему приведет сдвиг линий из-за
отдачи в обоих случаях. 1) Для оптической линии изменение ее положения по
отношению к ее ширине столь незначительно, что линии испускания и
поглощения практически совпадают. 2) Для ядерной линии ситуация иная,
доплеровское уширение равно примерно 0,2 эВ (см. задачу), а сдвиг - 0,1 эВ.
На рис.3 изображены линии поглощения и излучения γ-квантов для
свободно движущихся атомов.
Рис.3 Спектр излучения и спектр поглощения свободных атомов. Е
0
- энергия
гамма-перехода, ΔЕ
R
- энергия отдачи ядра при испускании (поглощении)
гамма-кванта, ΔЕ
D
- доплеровское уширение линии.
Из рисунка видно, что лишь небольшая часть крыла гамма-линии
испускания перекрывается с крылом линии поглощения, и вероятность
резонансного поглощения очень мала. С увеличением энергии гамма-квантов и
такое перекрывание практически исчезает (увеличивается сдвиг ΔЕ
R
).
Экспериментально резонансное поглощение гамма-квантов удавалось
наблюдать, когда источник по отношению к поглотителю двигали с такой
скоростью, чтобы за счет эффекта Доплера скомпенсировать сдвиг линии,
возникающий за счет отдачи.
где v - скорость атома, точнее, прекция скорости на направлении испускания
гамма-кванта.
    Хаотическое движение излучателей вызывает уширение спектральной
линии:
    Δ D = 2 ΔE R k B T ,
где Т - температура, kВ - постоянная Больцмана.
    При комнатной температуре (Т = 300 К), доплеровская ширина равна для
оптической линии ∼10-1 эВ, что значительно превышает естественную ширину
этих линий (на 6-7 порядков).
    Теперь мы можем ответить на вопрос к чему приведет сдвиг линий из-за
отдачи в обоих случаях. 1) Для оптической линии изменение ее положения по
отношению к ее ширине столь незначительно, что линии испускания и
поглощения практически совпадают. 2) Для ядерной линии ситуация иная,
доплеровское уширение равно примерно 0,2 эВ (см. задачу), а сдвиг - 0,1 эВ.
    На рис.3 изображены линии поглощения и излучения γ-квантов для
свободно движущихся атомов.




Рис.3 Спектр излучения и спектр поглощения свободных атомов. Е0 - энергия
гамма-перехода, ΔЕR - энергия отдачи ядра при испускании (поглощении)
гамма-кванта, ΔЕD - доплеровское уширение линии.

    Из рисунка видно, что лишь небольшая часть крыла гамма-линии
испускания перекрывается с крылом линии поглощения, и вероятность
резонансного поглощения очень мала. С увеличением энергии гамма-квантов и
такое перекрывание практически исчезает (увеличивается сдвиг ΔЕR).
    Экспериментально резонансное поглощение гамма-квантов удавалось
наблюдать, когда источник по отношению к поглотителю двигали с такой
скоростью, чтобы за счет эффекта Доплера скомпенсировать сдвиг линии,
возникающий за счет отдачи.




                                     6