загрузка...
загрузка...
На головну

ефект Мессбауера

«== Попередня стаття | наступна стаття ==>

Суть ефекту полягає в тому, що випускання або поглинання - Квантів ядрами атомів в твердому тілі супроводжується поглинанням або генерацією фононів в кристалічних структурах. Тому ядерний гамма-резонанс (Ягр) використовується в аналізаторах складу речовини для вимірювання спектральних характеристик ядер.

При впливі електромагнітними полями на речовину відбувається зміщення його спектра випромінювання в результаті взаємодії ядерного і електронного магнітних моментів, що говорить про структуру, склад, властивості речовини, що містить резонансний ізотоп. при випущенні - Кванта ядро набуває імпульс в протилежну сторону вильоту кванта. На віддачу витрачається частина енергії кванта, тому він має частоту, меншу, ніж у вільних атомів:

. (5.8)

В результаті енергії кванта не вистачає для поглинання іншими атомами, але кристал може поглинути цю енергію кванта, так як його маса більше і частота коливань значно менше, ніж у одного атома. При цьому утворюється фонон і в кристалі з'являються механічні коливання. Відбувається також і зворотний вплив механічних коливань кристала на - Випромінювання (фотон - фононне взаємодія).

Даний ефект характеризується дуже високою чутливістю. Резонансне поглинання фотонів непорушення ядрами радіоактивних елементів вже при мізерно малому відхиленні частоти фотона від резонансної стає неможливим (у ядра висока добротність). Так, наприклад, якщо є мішень з матеріалу, що поглинає фотони, то досить швидкості переміщення джерела або мішені кілька сантиметрів в секунду, щоб внаслідок ефекту Доплера змінилася частота фотона, і порушився його резонансний захоплення атомом.

Метод Ягр - спектроскопії в даний час використовується для аналізу структури білків, динаміці зміни білків. В основу таких пристроїв покладено здатність за допомогою Ягр реєструвати частина енергії, що поглинається, яка пішла на генерацію механічних коливань атомів.

У 2000 році в журналі Hyperfine Interactions Мессбауер дав наочну інтерпретацію ефекту: «Ситуація нагадує людини, прицільно кидає камінь з човна. Більшу частину енергії відповідно до закону збереження імпульсу отримує легкий камінь, але невелика частина енергії кидка переходить в кінетичну енергію одержує віддачу човна. Влітку човен просто придбає кілька руху, відповідне віддачі, і отпливёт в напрямку, протилежному напрямку кидка. Однак взимку, коли озеро замерзне, човен буде утримувати лід, і практично вся енергія кидка буде передана каменю, човні (разом з замерзлим озером і його берегами) дістанеться незначна частка енергії кидка. Таким чином, віддача буде передаватися не однієї лише човні, а цілого озера, і кидок буде проводитися «без віддачі». Якщо людина натренований так, що завжди витрачає на кидок однакову енергію, і в ціль, розташовану на відстані, він зможе потрапити, стоячи на тій же відстані від неї на твердому грунті, то при кидку каменю з човна віддача буде приводити до «не докинув» . Теплове розширення в цій виставі відповідає хвилювання на озері, яке збільшує розкид прицільно кидаються каменів, а неминучі власні невимушених помилки спортсмена характеризуються природним розкидом або щільністю кидків, аналогічними природною ширині спектральної лінії випромінювання / поглинання і часу життя відповідного їй збудженого стану ядра ».

Метод ядерного гамма резонансу використовується в фізичному матеріалознавстві, хімії, мінералогії та біології (наприклад, при аналізі властивостей Fe-містять груп в білках). Ефект поглинання випромінювання підсилюють шляхом збагачення зразка мёссбауеровскімі ізотопами, підвищуючи, наприклад, вміст ізотопу заліза в їжі піддослідних тварин.

Одним з вражаючих застосувань методу став експеримент Паунда і Ребко, які в 1960 р виміряли в лабораторних умовах гравітаційне зміщення гамма - квантів, пророкує загальною теорією відносності. Суть експерименту полягала в наступному. З теорії Месбауера випливало, що потік фотонів, падаючи вертикально на мішень в поле земного тяжіння, повинен збільшувати свою енергію при незмінній швидкості за рахунок збільшення частоти фотона. Це призведе до погіршення умов їх резонансного поглинання ядрами томів. Очікуване збільшення маси фотона в результаті дії гравітації склало . Експеримент на основі ефекту Мессбауера став ще одним доказом правильності загальної теорії відносності.

«== Попередня стаття | наступна стаття ==>

Читайте також:

властивості надпровідників

Перетворювачі біохімічних реакцій в аналітичний сигнал

Приклади застосувань ССМ-77

Інтерференційні і дифракційні явища при русі частинок

Фізичні основи створення мікро- і нано-електромеханічних систем (МЕМС)

Квантовий осцилятор на базі електромеханічного резонатора

Скануючий СКВІД-мікроскоп (ССМ-77)

Принципи дії ССМ-77

Повернутися в зміст: фізичні явища

Всі підручники

© om.net.ua