ВУЗ:
Составители:
Рис. 4. Спектр излучения и спектр поглощения свободных атомов. Е
0
- энергия гамма-
перехода, ∆Е
R
- энергия отдачи ядра при испускании (поглощении) гамма-кванта, ∆Е
D
-
доплеровское уширение линии
На рис.4 изображены линии поглощения и излучения γ-квантов для свободно
движущихся атомов. 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 ∆Е
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.
1.2. Испускание гамма-квантов без отдачи ядра в твердых телах. Эффект
Мессбауэра
Ситуация существенно изменяется, когда ядро находится внутри кристалла. В кристалле,
благодаря связи атомов между собой, энергия отдачи превращается в энергию
колебательного движения кристаллической решетки. Как известно, колебания
кристаллической решетки квантуются. Квант колебаний с энергией ħω и волновым вектором
k называется фононом. Поэтому испускание гамма-кванта в твердом теле сопровождается
испусканием или даже поглощением фононов различных энергий. Эти процессы носят
вероятностный характер.
Если энергия отдачи ∆Е
R
меньше средней энергии фононов, характерной для данной
кристаллической решетки, то возможными становятся процессы, в которых испускание
гамма-кванта происходит без испускания или поглощения фонона. В таких процессах
импульс отдачи воспринимается всем кристаллом, как целым. Кинетическая энергия,
которую приобретает кристалл, воспринимая импульс отдачи, пренебрежимо мала,
поскольку масса кристалла бесконечно велика по сравнению с массой отдельного атома.
Поэтому энергия гамма-квантов, отвечающих процессам излучения без испускания фононов,
точно равна энергии гамма-перехода.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- …
- следующая ›
- последняя »
