V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
2 vpravo
odvěsnu pravoúhlého trojúhelníka. Při nižší rychlosti energii vyzařování nedochází. Mechanismy vzniku brzdného záření, charakteristického X-záření, Čerenkovova záření přechodového záření
Čerenkovovo záření
Při průchodu elektricky nabité částice látkovým prostředím dochází vlivem elektrického pole částice
k lokální polarizaci atomů molekul prostředí podél dráhy.n. Každé místo dráhy částice vlivem depolarizace prostředí stává zdrojem slabého
elektromagnetického signálu, který látkovém prostředí šíří rychlostí c/n.htm 32) [15. Pro tento případ prahové rychlosti cosϑmin=1, tj. Definitivní objasnění mechanismu tohoto jevu základě
zákonitostí elektrodynamiky látkovém prostředí podali r.6.2008 12:13:55]
. Takovýto rozbor lze udělat pro každý bod dráhy částice časový interval Plyne něj,
že "konstruktivní" (pozitivní, zesilující) interference bude nastávat pod úhlem daným zmíněným
pravoúhlým trojúhelníkem, jehož kosinus cosϑ (v/c). relativistického vztahu pro kinetickou energii (Ekin= moc2/√(1 v2/
c2) moc2 viz vzorec (1.6 Ionizující záření
Obr.
http://astronuklfyzika.79) §1.cz/JadRadFyzika6.t.
Podmínkou pro vznik Čerenkovova záření tedy pohyb nabité částice rychlostí nejméně
rovnou prahové rychlosti vmin=c'=c/n. elementární čas tento signál rozšíří
do kulové vlnoplochy poloměru (c/n).2, druhý
obrázek zprava.M.1. průchodu částice atomy prostředí
zase rychle depolarizují, přičemž získanou energii vyzařují formě elektromagnetického vlnění -
světla.6. 1.2.Čerenkov vodě vystavené ionizujícímu záření. Toto elektromagnetické vlnění emitované podél dráhy částice podléhá interferenci, jejíž
účinek závisí rychlosti částice.n, kde β=v/c, n=c/c' index lomu optického prostředí rychlost světla
ve vakuu, rychlost světla daném optickém prostředí).
Geometrický rozbor pohybu částice, šíření emitovaného světla vlastností interference obr.t, přičemž částice během tohoto času urazí vzdálenost v.
*) Toto záření jako první pozoroval r.Vavilovem provedli řadu pokusů pro objasnění vlastností tohoto záření, přičemž dospěli částečnému vysvětlení,
že pozorované záření způsobeno elektrony. Pro ultrarelativistické
částice pohybující maximální možnou rychlostí vmax=c maximální úhel vyzařování cosϑmax=1/n.Frank I. Během tohoto
časového intervalu všech dalších míst dráhy postupně rozbíhají kulové vlnoplochy, které tento čas dospívají
do menších poloměrů.
Prolétá-li tedy nabitá částice látkovým prostředím rychlostí převyšující rychlost světla v
tomto prostředí (ta dána elektrickou permitivitou magnetickou permeabilitou látky: √(ε.1934 sovětský fyzik P. Spolu S.6. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.1937 jejich další kolegové I.Tamm.1.6 "Čtyřrozměrný prostoročas speciální teorie relativity" knihy "Gravitace, černé díry
a fyzika prostoročasu") pak plyne, této rychlosti vmin odpovídající (kinetická) prahová energie
nabité částice pro vznik Čerenkovova záření při průletu látkovým prostředím indexem lomu je: Emin
= moc2[1/√(1-1/n2) 1].A.
I.1.
µ), jinak také indexem lomu dané látky: c'= c/n), dochází vzniku elektromagnetické rázové
vlny (podobně jako vzniká akustická rázová vlny při průletu tělesa vzduchem nadzvukovou rychlostí),
při níž emitováno viditelné světlo nazývané Čerenkovovo záření*).RNDr. dospívají jednotlivé parciální signály stejné fázi může dojít k
pozitivní interferenci.J.10. Je-li rychlost pohybu nabité částice prostředí větší než fázová
rychlost světla, mohou světelné vlny, vznikající různých místech dráhy, dostat fáze ve
vhodném úhlu může dojít "konstruktivní" interferenci vzniku pozorovatelného záření.
Vznikající záření tedy kuželovitě rozbíhá dráhy částice letící rychlostí pod úhlem ϑ
daným vztahem cosϑ 1/β. Společná obálka těchto vlnoploch tvoří plášť kužele, řezu obr. ϑmin=0 vyzařování jde ve
směru pohybu částice
