2.3 Випромінювання Вавілова-Черенкова

В 1934 р.Черенков вiдкрив новий вид свiчення. Дослiджуючи люмiнесценцiю розчинiв уранових солей пiд дiєю γ - променiв радiя, він виявив свiчення, яке неможливо було пояснити звичайним механiзмом збудження флуоресценцiї. Biдoмо, що флуоресценцiя виникає в результатi переходiв aтомів або молекул мiж збудженими станами. Тривалiсть флуоресцентного висвічування t ~ 10^-10 с, причому на ймовiрнiсть переходiв можна дiяти, наприклад, шляхом додавання деяких гасячих речовин, або навпаки очисткою середовища, змiною Т. Однак, жодним способом погасити виявлене свiчення не вдалося.

Подальше вивчення свiчення показало наступне :

1. Спостерiгається сильна змiна поляризацiї свiчення при накладеннi магн. поля. Це свiдчить про те, що свiчення викликається не γ - квантами, а зарядженими частннками. Такими частииками в експер.Черенкова могли бути електроии, якi виникають при взаємодiї γ - квантів з середовищем за рахунок фотоефекта в ефектi Компотна.

2. Iнтенсивнiсть випром. не залежить вiд заряду середовища Z, тому воно не може бути радiацiйного походження.

3. Випром. направлене пiд певним кутом по вiдношенню до руху зарядженоiї частинки. Свiчення Черенкова було пояснене на основі класичної електродинамiки. Твердження класичної електродинамiки про відсутність втрат на випром. у частинки ; що рухається рівномірно i прямолiнiйно, rpунтується на допущеннi, що швидкiсть руху частинки менша за швидкiсть поширення свiтла. Однак, ця умова може бути порушена при pyci частинки в середовищi з показником заломлення n > 1. В цьому випадку швидкiсть свiтла в середовищi с' = с/ n < с, i рух частинки має вiдбув. зi швидкiстю v, що перевищує швидкiсть поширення її власного електромагнiтного поля v> с' = с/ n. Розрахунки показують, що поле такої надшвидкої частинки буде сильно збурене i почне гальмувати частинку, в результатi чого остання втрачає Е, яка видiляється в середовищi у формi черенковського свiчення. Механiзм свiчення полягає в когерентному випром. диполiв, якi виникають в результатi поляризацiї атомів середовища при pyci в ньому зарядженої частннки зi швидкiстю бiльшою за швидкiсть свiтла в цьому середовищi. Диполi утв. пiд дiєю ел. поля пролітаючої частинки, яке змiщує електрони довколишнiх атомів вiдносно їх ядер. Повернення диполiв в нормальний стан супроводжуcrься випусканням ел.магн. iмnyльсу. Якщо частинка рухається порiвняно повiльно, то виникаюча поляризацiя буде розподiлена симетрично вiдносно мiсця знах. частннки, оскiльки ел.поле частинки встигає поляризувати вci атоми довкола, включаючи i тi,що знах. на шляху її руху. в цьому випадку результуюче поле вcix диполiв далi вiд частинки буде = 0 i їх випром. погасять одне одного. Якщо частинка рухається в середовищi зi швидкiстю, яка перевищує швидкiсть поширення ел.магн. поля ( v > с' = с/ n), то повинен спостер. своєрiдний ефект запiзнюючої поляризацiї середовища, в результатi якого yтв. диполi будуть отр.переважну орiєнтацiю в сторону руху частинки. В цьому випадку, очевидно, повинен iспувати такий напрямок, вздовж якого може виникнути когерентне випром. диполiв, оскiльки хвилi, випущенi диполями в рiзних мiсцях шляху частиики, можуть виявитись в однаковiй фазi. Ефект Черенкова широко застосовуcrься при конструюваннi приладiв для визначення швидкостi частинок, якi швидко перемiщуються, так званих черенковсъкux лiчильнuкiв. Вибiр середовища для генерацiiї черенковського випром.визначаcrься дiапазоном, в якому потрiбно проводити експеримент за допомогою черенковського лiчильника. Дуже зручним матерiалом при цьому виявились прозорi пластмаси. Черенковськi лiчильники виготовляються також з рiдинним i газовим наповненням.