Главная » Все файлы » Просмотр файлов из архивов » Файлы формата DJVU » Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика

Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика, страница 122

DJVU-файл Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика, страница 122 Атомная физика (2640): Книга - 5 семестрД.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика: Атомная физика - DJVU, страница 122 (2640) - СтудИзба2019-05-09СтудИзба

Описание файла

DJVU-файл из архива "Д.В. Сивухин - Общий курс физики. Том 5. Атомная и ядерная физика", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "атомная физика" из 5 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр DJVU-файла онлайн

Распознанный текст из DJVU-файла, 122 - страница

е. Ьй = О. Величина йг(г в оптической области ничтожна, так как энергия испускаемого фотона (равная энергии возбуждения атома й) порядка одного или нескольких электронвольт. Даже для самого легкого атома — атома водорода (Мс 10 зВ) — - получается Ьй = 1 /10" - 10 " эВ. Линии испускания и поглощения 7-квантов сдвинуты относительно друг друга на величину з 76) Эффект Мессбауэра 489 По этой причине в оптической области спектра резонансное поглощение света атомами легко наблюдается.

Не тк обстоит дело для у-лучей. Энергия 7-квантов, испускаемых ядрами, примерно в 10ь раз больше, а следовательно, сдвиг Ьеа в 10 раз больше, чем в оптической области. Поэтому долгое время считалось, что осуществить резонансное поглощение у-квантов невозможно. Казалось бы, что сдвиг Ьу можно устранить, приведя в движение излучающее ядро в направлении к поглощающему. Тогда из-за эффекта Доплера энергия излучаемого 7-кванта увеличится, а скорость движения можно подобрагь так, чтобы величина Ь!! обратилась в нуль.

Того же самого можно достигнуть приближением поглощающего ядра к испускающему. Однако здесь не принято во внимание, что источник испускает, а поглотитель поглощает не бесконечно тонкую линию, а линию конечной ширины. Для возможности резонансного поглощения необходимо, конечно, чтобы линии испускания и поглощения перекрывались, т. е. должно быть ~яд~ (76.4) где à — полуширина линии. 3. Уширение линии обусловлено различными причинами. Г!режде всего су|цествуе г доплерввское уширение спектральных линий, обусловленное тепловым движением атомов. Доплеровская пвлушираиа линии Ьи может быть оценена по формуле Лад,„1 ) 2И' (76.5) и с'1' М„„' где !с — постоянная Больцмана, а Т вЂ” термодинамическая температура источника (см.

т. 1Ч, з 89). Если полуширину выражать в энергетических единицах (Г = йЬр), то эта формула преобразуется в ! 2кТ Г дап ')/ суМ„„' (76.6) 6 1 аат г (76.7) Посмотрим теперь на примере, выполняется ли условие (76.4) в оптической области и в области 7-лучей. В качестве примера возьмем так как в рассматриваемом случае энергию у-кванта можно с большой точностью положить равной энергии возбуждения ядра.

Доплсровское уширение играет основную роль в случае источника, содержащего много атомов или атомных ядер. Оно, очевидно, пропадает, когда излучателем является изолированный атом или изолированное ядро, так как в этом случае говорить о тепловом движении но имеет смысла. Движение изолированного атома или ядра сказывается на смещении спектральных линий, но не на их уширении. В случае изолированного ядра ширина линии называется естественной шириной. Она может быть оценена по времени жизни т возбужденного ядра с помощью соотношения неопределенностей [ Гл. 1Х Радиоактивность 490 ядро изотопа железа Яре. Энергия возбуждения первого уровня этого ядра равна 14 кэВ, л.

е, для у-лучей это совсем малая величина. Время жизни его т 10 в с, а естественная ширина линии Г, -10 В. Кинетическая энергия ядра железа, приобретаемая нм согласно формуле (76.1) при испускании у-кванта, будет Ь;л = „- = 0,00183 эВ, (14 10 )г 2 57 938 10 т. е. примерно в 10в рвз превышает естественную ширину спектральной линии.

О выполнении условия (76.4) не может быть и речи. Поэтому резонансное поглощение 7-квантов на изолированных неподвижных ядрах невозможно. Иначе обстоит дело в случае оптических фотонов. В этом случае, согласно той же формуле (76.1), кинетическая энергия ядра отдачи порядка 1г К„л гэ =10 "эВ. 2 57 938 10 Взяв для естественной ширины линии прежнее значение 10 в эВ (это очень узкая линия), видим, что условие (76.4) хорошо выполняется. Поэтому-то резонансное поглощение оптических фотонов происходит и на изолированных атомах. 4. Обратимся теперь к испусканию и поглощению 7-квантов макроскопическими телами — кристаллами. Казалось бы, что в этом сггучае достаточно естественную ширину спектральной линии заменить на доплеровскую.

Для температуры 7" = 300 К в случае изотопа железа гьбГе Гл,„= 0,018 эВ, что на порядок больше кинетической энергии ядра К,д. Условие (76.4) выполняется, хотя и на пределе. Поэтому следует ожидать, что в рассматриваемом случае резонансное поглощение 7-квантов на отдельных ядрах должно наблюдаться и в кристаллах. Однако при переходе к достаточно жестким 7-квантам и при понижении температуры условие 176.4) перестает выполняться, а резонансное поглощение в кристалле, казалось бы, должно сделаться невозможным.

Например, для ядра иридия гэл!г энергия возбуждения 6 = 129 кэВ, так что в этом случае ггвл = в — — 0 046 эВ 1129 10' ) 2 191 938 10 Поэтому даже при Т = 300 К условие Гд „> Кал не выполняется, так как для более тяжелого иридия при одинаковых температурах Гд „ меньше, чем для железа. Но и в тех случаях, когда условие Гльл > > К„д выполняется, следовало бы ожидать очень широкие и пологие максимумы резонансного поглощения. При понижении температуры источника и поглотителя область перекрытия доплеровских линий испускания и поглощения уменьшается.

6 76) ,эффект Мессбауэра 491 Казалось бы, что при этом должна уменьшаться и доля поглощаемых 7-квантов. На самом деле, как показали опыты Мессбауэра в 1958 г., она увеличивается. Этот неожиданный результат, как понял сам Месс- бауэр, указывает на статистический характер испускания и поглощения 7-квантов в кристалле. Большая часть 7-квантов испускается и поглощается так, как описано выше, т.е. отдельными ядрами.

Однако поскольку ядра в кристаллической решетке связаны между собой, наряду с такими индивидуальными процессами происходят и коллекгаивпые процессьц напоминающие возбуждение квазичастиц в теории теплоемкостей твердых тел, допускаемые квантовой механикой. Какой процесс произойдет -- индивидуальный или коллективный, — - зависит от случая. Соотношение между числом тех и других процессов управляется статистическ ми законами. В коллективных процессах возбужденное ядро возвращается в нормальное состояние, энергия возбуждения уносится 7-квантом, но импульс воспринимается кристаллом в целом или, во всяком случае, большой группой атомов. Аналогично, энергия испущенного фотона поглощается отдельным ядром, а его импульс передается кристаллу в целом.

На кинетическую энергию всего кристалла (ванду большой массы последнего), возникающую в этих процессах, приходится ничтожная доля, малая по сравнению с естественной шириной линии (измеренной в энергетических единицах). Явление происходит так, как если бы какая-то часть ядер испускала и поглощала энергию, но не испытывала отдачи импульса. Испускание и поглощение 7-кваитов без отдачи < мпульса и составллет сущность эффекта Мессбауэра.

Поскольку явления испускания и поглощения 7-квантов происходят гак, как если бы масса ядра была бесконечно велика, они не сопровождаются доплеровским уширением спектральных линий. Остается только естественная ширина линии. В таких процессах проявляются, таким образом, очень узкие спектральные линии испускания и поглощения ч-квантов. б.

Это объяснение Мессбауэра убедительно подтверждается опытами по резонансному поглощению 7-квантов. Принципиальная схема опыта для наблюдения этого явления приведена на рис. 138. Источник 3 Рнс. 138 резонансного 7-излучения Ф медленно движется по окружности с помощью часового механизма относительно поглотителя А. За поглотителем расположен счетчик 7-квантов О. Измеряется зависимость скорости счета от скорости движения источника в моменты приближения [Гл.

1Х Рвдиввктивнвстпь 492 и удаления его от поглотителя. Если источник движется достаточно быстро, то линия испускания сдвигается относительно линии поглощения и резонансное поглощение не наблюдается. При уменьшении скорости источника обе эти линии сближаются, а при их совпадении появляется острый максимум поглощения. Это проявляется в резком уменьшении скорости счета счетчика. На рис. 139 изображена экспериментальная кривая, полученная таким путем.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5140
Авторов
на СтудИзбе
442
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее