ВУЗ:
Составители:
ЭФФЕКТ МЕССБАУЭРА
Еще сравнительно недавно казалось, что электронная оболочка атома не может
оказывать заметного влияния на структуру уровней атомного ядра, казалось, что нет
инструмента, способного измерить изменения в ядерных уровнях (сдвиги, расщепления)
величиной в 10
-5
- 10
-8
эВ при условии, что сами ядерные уровни отстоят друг от друга на
расстояниях в 10
4
и более эВ.
Исследования последних десятилетий показали, что на основе так называемых
резонансных методов можно создать такие инструменты.
Одним из мощных инструментов подобного типа является мессбауэровский
спектрометр, созданный на основе эффекта Мессбауэра.
1. Физика явления
1.1. Резонансное поглощение. Случай свободных атомов
Резонансное поглощение излучения состоит в том, что если имеются две одинаковых
среды, одна из которых излучает энергию колебательного движения, то излучение,
попадающее во вторую среду, ею поглощается, при этом вторая среда сама становится
источником излучения.
Примером этого явления может служить эффект, который наблюдал в 1904 году Р.Вуд.
Выбрав в качестве источника света возбужденные пары натрия, он выделил желтую линию и
направил на объем с парами натрия, в результате чего объем стал светиться желтым светом,
испуская излучение во все стороны, другими словами, атомы натрия поглотили излучение с
данной длиной волны. Поглотив квант излучателя ħω с большой эффективностью в силу
совпадения уровней энергии поглотителя и излучателя, атомы поглотителя возбудились на
тот же уровень, что и у атомов излучателя и сами стали излучать такие же кванты.
Переходы между уровнями энергии в ядре приводят также к излучению или
поглощению квантов электромагнитного излучения, но уже большой энергии, называемых
гамма-квантами. Естественно было бы ожидать явление резонансного поглощения и для
гамма-квантов, однако долгое время наблюдать это явление не удавалось.
Рис 1. Резонансное поглощение кванта излучения
Рассмотрим более детально этот процесс.
Излучатель (атом, ядро), в силу закона сохранения импульса, всегда испытывает отдачу
при испускании кванта. В результате, если излучатель свободен, то он приобретает
кинетическую энергию ∆Е
R
, а вылетающий квант ровно на такую же величину теряет
энергию. Энергия отдачи определяется следующим выражением
2
2
0
2Mc
E
E
R
=∆ (1)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- …
- следующая ›
- последняя »
