December 03 2016 15:40:28
School Nogma
Навигация
 
Авторизация
Логин

Пароль



Вы не зарегистрированы?
Нажмите здесь для регистрации .

Забыли пароль?
Запросите новый здесь.
 
эффект Мёссбауэра
Физические основы информации

Развитие резонансной γ-спектроскопии с разрешением Г/Е01~10-15 началось после открытия в 1958г. Р.Мёссбауэра эффекта испускания и поглощения γ-квантов без потери энергии на отдачу ядра атомными ядрами кристаллов. В этом случае импульс и кинетическая энергия отдачи при определенных условиях предается всему кристаллу в целом, поэтому линии испускания и поглощения γ-кванта совпадают. Для наблюдения эффекта необходимо, чтобы кинетическая энергия отдачи (IV.13.9) была меньше энергии фотона с дебаевской частотой img752 (движение атомного ядра при отдаче ведет к возбуждению фонона). Вероятность эффекта Мёссбауэра экспоненциально убывает как

img753

с ростом среднего квадрата img754 амплитуды смещения атомов кристалла при тепловых колебаниях, причем

img755

где Т – температура кристалла, М – масса ядра, kγ = 2π/λγ. При этом энергия γ-кванта не должна быть очень велика и не превышать энергию связи атома в кристаллической решетке.

Интересно отметить, что проблема устранения эффекта отдачи при излучении и поглощении света атомами возникает в случае лазерного охлаждения атомов до сверхнизких температур ~1нК (см. Нобелевские лекции по физике в УФН, 1999, т. 169, №3).

Мессбауэровская спектроскопия по сдвигу линий испускания и поглощения относительно друг друга позволяет измерять атомные смещения в доли ангстрема за время порядка наносекунды, изучать диффузию в твердых телах, динамические процессы при фазовых переходах и обладает энергетическим разрешением ~10-8эВ. Этого разрешения достаточно для количественного определения взаимодействия ядра с электронными оболочками атома, химических связей атомов в твердых телах, влияние окружения атома, включая дефекты кристаллической решетки, на энергетический спектр ядра, измерения магнитного поля в магнитно-упорядоченных твердых телах, где на ядра действуют сильные магнитные поля с B~100Тл.

Схема наблюдения резонансного поглощения γ-квантов приведена на рисунке.

                         5

                        v


                         1                 2          3                4

                              Рис. 3

1 – источник γ-излучения, 2 – поток γ-квантов, 3 – исследуемый образец, 4 – детектор γ-квантов, прошедших через образец, 5 – корпус защиты от γ-излучения.

Для изучения зависимости интенсивности прошедшего через образец излучения от энергии γ-кванта источник или образец приводят в движение, вызывая за счет эффекта Доплера смещения линии испускания или поглощения. Детектор регистрирует те изменения  в спектре прошедшего излучения, которые обусловлены скоростью источника или образца. В 1960г. Р.Паунду и Г.Ребке с помощью эффекта Мессбауэра измерить влияние гравитационного поля Земли на энергию γ-кванта, падающего на поверхность земли с высоты h

img756

где mγ = Eγ/c2 – гравитационная масса γ-кванта, g – ускорение свободного падения. Для компенсации увеличения энергии γ-кванта (и, соответственно, его частоты) в процессе свободного падения под действием силы тяжести источник γ-излучения должен был удаляться от детектора со скоростью ~ 0,6 мкм/с. Высота, с которой «падал» γ-квант в опыте Паунда и Ребке составляла ~ 22м.

Комментарии
Нет комментариев.
Добавить комментарий
Пожалуйста, залогиньтесь для добавления комментария.
Рейтинги
Рейтинг доступен только для пользователей.

Пожалуйста, авторизуйтесьили зарегистрируйтесь для голосования.

Нет данных для оценки.

Время загрузки: 0.05 секунд 4,191,162 уникальных посетителей