Всего на сайте:
303 тыс. 117 статей

Главная | Физика

Где Ея — энергия отдачи, которую g-квант должен передать поглощающему ядру.  Просмотрен 375

  1. Где mH — масса атома водорода. Так как mH больше mp на величину me, то первый член в квадратных скобках включает в се­бя массу Z электронов. Величина
  2. Ядерные силы не являются цен­тральными, т. е. действующими по линии, соединяющей центры взаимодействующих нуклонов.
  3. Радиоактивное излучение бывает трех типов: a-, b- и g-излучение. Подробное их исследование позволило выяснить природу и основные свойства.
  4. Распад.
  5. Атомное ядро, ис­пытывающее радиоактивный распад, назы­вается материнским, возникающее ядро — дочерним.
  6. Периоды полураспада для естественно-радиоактивных элементов колеблются от десятимиллионных долей секунды до мно­гих миллиардов лет.
  7. Резонансное поглощение g-излучения.
  8. Ядерные реакции .
  9. Заключается в том, что тяжелое ядро под действием нейтронов, и других частиц делится на несколько более легких ядер (осколков), чаще всего на два ядра, близких по массе.
  10. Реакции синтеза легких атомных ядер в более тяжелые, происходящие при сверхвысоких температурах (примерно 107 К и выше), называются термоядерны­ми реакциями.
  11. Классификация элементарных частиц. Кварки
  12. Основную часть элементарных частиц составляют адроны. К группе адронов от­носятся

Таким образом, максимумы линий из­лучения и поглощения сдвинуты друг от­носительно друга на величину я (рис.344). Используя закон сохранения импульса, согласно которому в рассмот­ренных процессах излучения и поглоще­ния импульсы g-кванта и ядра должны быть равны, получим

Например, возбужденное состояние изотопа иридия 19177Ir имеет энергию 129 кэВ, а время его жизни поряд­ка 10-10с, так что ширина уровня Г»4•10-5эВ. Энергия же отдачи при излу­чении с этого уровня, согласно (260.1), приблизительно равна 5•10-2 эВ, т.е. на три порядка больше ширины уровня. Естественно, что никакое резонансное по­глощение в таких условиях невозможно (для наблюдения резонансного поглоще­ния линия поглощения должна совпадать с линией излучения). Из опытов так­же следовало, что на свободных ядрах резонансное поглощение не наблюдает­ся.

Резонансное поглощение g-излучения в принципе может быть получено только при компенсации потери энергии на отдачу ядра. Эту задачу решил в 1958 г. Р. Мёссбауэр (Нобелевская премия 1961 г.). Он исследовал излучение и поглощение g-излучения в ядрах, находящихся в кристал­лической решетке, т. е. в связанном со­стоянии (опыты проводились при низ­кой температуре). В данном случае им­пульс и энергия отдачи передаются не одному ядру, излучающему (поглощаю­щему) g-квант, а всей кристаллической решетке в целом. Так как кристалл обла­дает гораздо большей массой по сравнению с массой отдельного ядра, то в соответ­ствии с формулой (260.1) потери энергии на отдачу становятся исчезающе малыми. Поэтому процессы излучения и погло­щения g-излучения происходят практи­чески без потерь энергии (идеально уп­руго).

Явление упругого испускания (поглощения) g-квантов атомными ядрами, связанными в твердом теле, не сопровождающееся изменением внутренней энергии тела, называется эффектом Мёссбауэра При рассмотренных условиях линии излу­чения и поглощения g-излучения практически совпадают и имеют весьма малую ширину, равную естественной ширине Г. Эффект Мёссбауэра был открыт на глубо­ко охлажденном 19177Ir (с понижением темпе­ратуры колебания решетки «заморажива­ются»), а впоследствии обнаружен более чем на 20 стабильных изотопах (например, 57Fe, 67Zn и т. д.).

Мёссбауэр вооружил эксперименталь­ную физику новым методом измерений невиданной прежде точности. Эффект Мёссбауэра позволяет измерять энергии (частоты) излучения с относительной точ­ностью Г/E=10-15—10-17, поэтому во многих областях науки и техники может служить тончайшим «инструментом» раз­личного рода измерений. Появилась воз­можность измерять тончайшие детали g-линий, внутренние магнитные и электри­ческие поля в твердых телах и т. д.

Внешнее воздействие (например, зеемановское расщепление ядерных уровней или смеще­ние энергии фотонов при движении в поле тя­жести) может привести к очень малому смеще­нию либо линии поглощения, либо линии излучения, иными словами, привести к ослабле­нию или исчезновению эффекта Мёссбауэра. Это смещение, следовательно, может быть за­фиксировано. Подобным образом в лаборатор­ных условиях был обнаружен (1960) такой тон­чайший эффект, как «гравитационное красное смещение», предсказанный общей теорией отно­сительности Эйнштейна.

Предыдущая статья:Резонансное поглощение g-излучения. Следующая статья:Ядерные реакции .
page speed (0.0397 sec, direct)