Эффект Вавилова- Черенкова.

Волновые представления позволяют объяснить эффект, открытий в механике. Э.Махом (1883), а в оптике П.А.Черепковым и С.Н.Вавиловым(1934). Излучение направлено под определенным углом к направлению движения частицы.

Объяснено Н.С. Таммом и И.М.Франком. они обратили внимание на то , что утверждение классической эл. динамики от отсутствии изменения у равномерно и прямолинейно движущейся заряженной частицы опирается на предположение о том, что её скорость меньше скорости света. но это условие может быть нарушено в среде с показателем преломления n больше одного. В этом случае скорость света в среде и движение частицы может происходить со скоростью превышающей скорость распространения ее собственного электромагнитного поля .

Механизм возникновения черенковского свечения заключается в когерентном излучений диполей, которые возникают в результате поляризации атомов среды при движении в ней заряженной частицы со скоростью. Больше скорости света в этой среде.

Диполи образуется под действием электрического поля пролетающей частицы, которые смещают электрических атомов. Возвращение диполей в нормальное состоянии сопровождается испусканием электромагнитного импульса. Если частица движется медленно, то возникающая поляризация будет распределена симметрично относительно частицы и результирующее поле всех диполей вдали от частицы равно нулю, а их излучение погасят друг друга.

Если частица движется со скоростью ,то должен наблюдаться эффект запаздывающей поляризации среды в результате которого образующееся диполи будут получать преимущественно ориентацию в сторону движения частицы. В этом случае должно существовать такое направление, вдоль которого может возникнуть когерентное диполей, т.е. волны, испущенные, диполями в разных местах пути частицы могут, оказаться в одинаковой фазе.

Пусть частица движется с . В момент времени t частица находится в точке с координатой . по принципу Гюйгенса: фронт волны испущенной на пути от точки х=0 до х есть огибающая поверхность к сферическим волнам. В точке х=х в момент t радиус такой волны

Убывает с ростом . Таким образом, огибающая поверхность является конусом с углом раствора .

Нормаль к огибающей поверхности определяет направление распространения черенского излучения.

Угол отсюда следует, что возможное изменение β равно

При свечение наблюдается под углом ; при β=1 под максимальным углом .

Например, в воде (n=1,33) и при наблюдается черенковское свечение; . Так как излучение Черенкова распространяется вдоль направления движения электронов, то его можно использовать для регистрации быстрых частиц (счетчик Черенкова). Причем сразу определяется и направление движения частицы, и её скорость.

Замечательно, что это излучение создается равномерно движущийся электроном; в тех же случаях, когда скорость электрона меньше скорости света в среде, он излучает только при наличии ускорения.