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.
průchodu částice atomy prostředí
zase rychle depolarizují, přičemž získanou energii vyzařují formě elektromagnetického vlnění -
světla.
*) Toto záření jako první pozoroval r. Pro tento případ prahové rychlosti cosϑmin=1, tj.6 Ionizující záření
Obr. Během tohoto
časového intervalu všech dalších míst dráhy postupně rozbíhají kulové vlnoplochy, které tento čas dospívají
do menších poloměrů. ϑmin=0 vyzařování jde ve
směru pohybu částice.M.Frank I.1937 jejich další kolegové I. relativistického vztahu pro kinetickou energii (Ekin= moc2/√(1 v2/
c2) moc2 viz vzorec (1.Tamm. Pro ultrarelativistické
částice pohybující maximální možnou rychlostí vmax=c maximální úhel vyzařování cosϑmax=1/n.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].2, druhý
obrázek zprava. 1. Toto elektromagnetické vlnění emitované podél dráhy částice podléhá interferenci, jejíž
účinek závisí rychlosti částice.1.
Vznikající záření tedy kuželovitě rozbíhá dráhy částice letící rychlostí pod úhlem ϑ
daným vztahem cosϑ 1/β.
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*).n, kde β=v/c, n=c/c' index lomu optického prostředí rychlost světla
ve vakuu, rychlost světla daném optickém prostředí). 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.6. Společná obálka těchto vlnoploch tvoří plášť kužele, řezu obr. Spolu S.
I.2.
Podmínkou pro vznik Čerenkovova záření tedy pohyb nabité částice rychlostí nejméně
rovnou prahové rychlosti vmin=c'=c/n. 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). Každé místo dráhy částice vlivem depolarizace prostředí stává zdrojem slabého
elektromagnetického signálu, který látkovém prostředí šíří rychlostí c/n.1934 sovětský fyzik P. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika.t. dospívají jednotlivé parciální signály stejné fázi může dojít k
pozitivní interferenci.Vavilovem provedli řadu pokusů pro objasnění vlastností tohoto záření, přičemž dospěli částečnému vysvětlení,
že pozorované záření způsobeno elektrony.A.10.Čerenkov vodě vystavené ionizujícímu záření.
Geometrický rozbor pohybu částice, šíření emitovaného světla vlastností interference obr. 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.
Prolétá-li tedy nabitá částice látkovým prostředím rychlostí převyšující rychlost světla v
tomto prostředí (ta dána elektrickou permitivitou magnetickou permeabilitou látky: √(ε.
http://astronuklfyzika.cz/JadRadFyzika6.n.RNDr. Při nižší rychlosti energii vyzařování nedochází.79) §1. elementární čas tento signál rozšíří
do kulové vlnoplochy poloměru (c/n).t, přičemž částice během tohoto času urazí vzdálenost v.J.2 vpravo
odvěsnu pravoúhlého trojúhelníka.1.htm 32) [15.6. Definitivní objasnění mechanismu tohoto jevu základě
zákonitostí elektrodynamiky látkovém prostředí podali r.1.6.2008 12:13:55]
