Черенковское излучение
Cherenkov radiation
Черенковское излучение
(или излучение Вавилова-Черенкова) возникает при движении заряженной частицы
в прозрачной среде со скоростью v большей скорости света в этой среде, т.е.
при v > c/n, где с – скорость света в вакууме, а n – показатель преломления
среды. Это излучение было открыто в 1934 г.
П.А. Черенковым
и объяснено в 1937 г.
И.Е. Таммом и
И.М. Франком. Все
трое за это открытие удостоены Нобелевской премии в 1958 г.
Черенковское излучение является совместным излучением множества
атомов среды, расположенных вдоль траектории движения частицы и поляризованных
её электрическим полем. Таким образом, непосредственно излучает не частица,
а среда, в которой движется частица. Волновой фронт этого излучения представляет
собой поверхность конуса, вершиной которого является частица, а осью – её
траектория. Угол раствора конуса θ фиксирован и определяется скоростью частицы
v и свойствами среды (v - показатель преломления среды, θ = c/vn.). Ситуация
похожа на ту, которая возникает на поверхности воды при движении катера.
Катер, выполняющий в этом примере роль частицы, создает волну возмущения
водной поверхности, фронт которой образует острый угол, вершиной которого
является катер.
 Рис. Конус черенковского излучения. 1 - частица, 2 - траектория частицы, 3 - фронт волны. |
Энергия частицы, конвертируемая в черенковское излучение, мала по сравнению с энергией, которую она тратит на ионизацию и возбуждение атомов среды. Число фотонов, излучаемых на 1 см пути, в зависимости от среды (радиатора) колеблется от нескольких единиц до нескольких сот. Это излучение можно наблюдать визуально и регистрировать с помощью фотоплёнки или фотоэлектронного умножителя (ФЭУ), преобразующего энергию излучения в электрический сигнал. На цветной фотоплёнке, расположенной перпендикулярно направлению движения частицы, излучение, выходящее из радиатора, имеет вид кольца сине-фиолетового цвета.
См. также