Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть II. Вторичные процессы. Васильев А.Н - 205 стр.

UptoLike

§15 Âîçáóæäåíèå âòîðè÷íûõ ïðîöåññîâ
èîíèçèðóþùèì èçëó÷åíèåì
15.1 Âçàèìîäåéñòâèå òâåðäûõ òåë ñ èîíèçèðóþùèì
èçëó÷åíèåì
Áû ñò ðûé ýëåê ò ðîí,
a
-÷à ñ òè öà, òÿ æå ëûé èîí èëè äðó ãàÿ
èîíè çè ðó þ ùàÿ ÷à ñ òè öà ïðè ïðî õîæ äå íèè ÷å ðåç êðè ñ òàëë òå -
ðÿ åò ýíåð ãèþ íà åãî âîç áóæ äå íèå. Ïî ãëî ùå íèå íåé òðà ëü íîé
÷à ñ òè öû (ðåíò ãå íîâ ñêî ãî ôî òî íà,
g
-êâàí òà, íåé òðî íà è ò.ä.)
ïðè âî äèò ê îá ðà çî âà íèþ çà ðÿ æåí íîé ÷à ñ òè öû (áû ñò ðî ãî
ýëåê ò ðî íà èëè èîíà) êî òî ðûé òàê æå âîç áóæ äà åò êðè ñ òàëë.
Ïðè òà êîì âû ñî êî ý íåð ãå òè ÷å ñêîì âîç áóæ äå íèè â ðå çó ëü òà òå
ïðî öåñ ñîâ ðàñ ñå ÿ íèÿ îá ðà çó åò ñÿ áî ëü øîå ÷èñ ëî âîç áóæ äå íèé.
Ïî ñêî ëü êó ýíåð ãèÿ òà êèõ ÷à ñ òèö èç ìå ðÿ åò ñÿ ìå ãà ý ëåê ò ðîí âî -
ëü òà ìè, ÷èñ ëî âòî ðè÷ íûõ âîç áóæ äå íèé íà ÷à ñ òè öó ìî æåò ñî -
ñòàâ ëÿòü
10
5
è áî ëåå.
Ëè íåé íûå ïî òå ðè ýíåð ãèè äëÿ áû ñò ðîé ÷à ñ òè öû ñè ëü íî
çà âè ñÿò îò åå ýíåð ãèè. Ïî òå ðè ýíåð ãèè íå ðå ëÿ òè âè ñò ñêî ãî
ýëåê ò ðî íà îïè ñû âà þò ñÿ ôîð ìó ëîé (14.9) è óìå íü øà þò ñÿ ñ
ðî ñ òîì ýíåð ãèè ÷à ñ òè öû. Òåì ñà ìûì ïëîò íîñòü âòî ðè÷ íûõ
ýëåê ò ðîí íûõ âîç áóæ äå íèé îêà çû âà åò ñÿ âû ñî êîé òî ëü êî äëÿ
ýëåê ò ðî íîâ ñ îò íî ñè òå ëü íî íå áî ëü øè ìè ýíåð ãè ÿ ìè.
Ýòè ïî òå ðè ýíåð ãèè ñó ùå ñò âåí íî çà âè ñÿò îò ìàñ ñû èîíè -
çó þ ùåé ÷à ñ òè öû. Ïî ñêî ëü êó èîíè çà öèÿ ïðî èç âî äèò ñÿ çà ðÿ -
äîì, äâè æó ùèì ñÿ ñî ñêî ðî ñòüþ
v
, ýíåð ãèÿ
E
â ôîð ìó ëå (14.9)
â íå ðå ëÿ òè âè ñò ñêîì ïðå äå ëå äîë æíà áûòü çà ìå íå íà íà
mE M
,
ãäå
M
ìàñ ñà ÷à ñ òè öû, à
m
ìàñ ñà ñâî áîä íî ãî ýëåê ò ðî íà.
Åñëè çà ðÿä ÷à ñ òè öû
Ze
îò ëè ÷à åò ñÿ îò çà ðÿ äà ýëåê ò ðî íà, ëè -
íåé íûå ïî òå ðè ýíåð ãèè ïðè ìåð íî â
ZM m
ðàç áî ëü øå, ÷åì ïî -
òå ðè ýíåð ãèè ýëåê ò ðî íà ñ òîé æå ýíåð ãèåé (îò íî øå íè åì ìàññ â
àð ãó ìåí òå ëî ãà ðèô ìà ìîæ íî ïðå íå áðå÷ü). Òà êèì îá ðà çîì,
ïëîò íîñòü âòî ðè÷ íûõ âîç áóæ äå íèé ïî ñëå ïðî õîæ äå íèÿ
a
-÷à ñ -
òè öû ïðè ìåð íî â
10
4
ðàç áî ëü øå, ÷åì ïðè ïðî õîæ äå íèè ýëåê ò -
ðî íà ñ òîé æå ýíåð ãèåé. Ýòî, â ÷à ñò íî ñòè, îçíà ÷à åò, ÷òî äëè íà
205
§15    Âîçáóæäåíèå âòîðè÷íûõ ïðîöåññîâ
       èîíèçèðóþùèì èçëó÷åíèåì



15.1    Âçàèìîäåéñòâèå òâåðäûõ òåë ñ èîíèçèðóþùèì
        èçëó÷åíèåì
    Áûñòðûé ýëåêòðîí, a-÷àñòèöà, òÿæåëûé èîí èëè äðóãàÿ
èîíèçèðóþùàÿ ÷àñòèöà ïðè ïðîõîæäåíèè ÷åðåç êðèñòàëë òå-
ðÿåò ýíåðãèþ íà åãî âîçáóæäåíèå. Ïîãëîùåíèå íåéòðàëüíîé
÷àñòèöû (ðåíòãåíîâñêîãî ôîòîíà, g-êâàíòà, íåéòðîíà è ò.ä.)
ïðèâîäèò ê îáðàçîâàíèþ çàðÿæåííîé ÷àñòèöû (áûñòðîãî
ýëåêòðîíà èëè èîíà) êîòîðûé òàêæå âîçáóæäàåò êðèñòàëë.
Ïðè òàêîì âûñîêîýíåðãåòè÷åñêîì âîçáóæäåíèè â ðåçóëüòàòå
ïðîöåññîâ ðàññåÿíèÿ îáðàçóåòñÿ áîëüøîå ÷èñëî âîçáóæäåíèé.
Ïîñêîëüêó ýíåðãèÿ òàêèõ ÷àñòèö èçìåðÿåòñÿ ìåãàýëåêòðîíâî-
ëüòàìè, ÷èñëî âòîðè÷íûõ âîçáóæäåíèé íà ÷àñòèöó ìîæåò ñî-
ñòàâëÿòü 10 5 è áîëåå.
    Ëèíåéíûå ïîòåðè ýíåðãèè äëÿ áûñòðîé ÷àñòèöû ñèëüíî
çàâèñÿò îò åå ýíåðãèè. Ïîòåðè ýíåðãèè íåðåëÿòèâèñòñêîãî
ýëåêòðîíà îïèñûâàþòñÿ ôîðìóëîé (14.9) è óìåíüøàþòñÿ ñ
ðîñòîì ýíåðãèè ÷àñòèöû. Òåì ñàìûì ïëîòíîñòü âòîðè÷íûõ
ýëåêòðîííûõ âîçáóæäåíèé îêàçûâàåòñÿ âûñîêîé òîëüêî äëÿ
ýëåêòðîíîâ ñ îòíîñèòåëüíî íåáîëüøèìè ýíåðãèÿìè.
    Ýòè ïîòåðè ýíåðãèè ñóùåñòâåííî çàâèñÿò îò ìàññû èîíè-
çóþùåé ÷àñòèöû. Ïîñêîëüêó èîíèçàöèÿ ïðîèçâîäèòñÿ çàðÿ-
äîì, äâèæóùèìñÿ ñî ñêîðîñòüþ v, ýíåðãèÿ E â ôîðìóëå (14.9)
â íåðåëÿòèâèñòñêîì ïðåäåëå äîëæíà áûòü çàìåíåíà íà mE M,
ãäå M — ìàññà ÷àñòèöû, à m — ìàññà ñâîáîäíîãî ýëåêòðîíà.
Åñëè çàðÿä ÷àñòèöû Ze îòëè÷àåòñÿ îò çàðÿäà ýëåêòðîíà, ëè-
íåéíûå ïîòåðè ýíåðãèè ïðèìåðíî â ZM m ðàç áîëüøå, ÷åì ïî-
òåðè ýíåðãèè ýëåêòðîíà ñ òîé æå ýíåðãèåé (îòíîøåíèåì ìàññ â
àðãóìåíòå ëîãàðèôìà ìîæíî ïðåíåáðå÷ü). Òàêèì îáðàçîì,
ïëîòíîñòü âòîðè÷íûõ âîçáóæäåíèé ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ a-÷àñ-
òèöû ïðèìåðíî â 10 4 ðàç áîëüøå, ÷åì ïðè ïðîõîæäåíèè ýëåêò-
ðîíà ñ òîé æå ýíåðãèåé. Ýòî, â ÷àñòíîñòè, îçíà÷àåò, ÷òî äëèíà
                            205