Надо Знать

добавить знаний



Эффект Мессбауэра



Еф?кт Мессб?уера - физическое явление резонансного поглощения гамма-излучения атомов в твердом теле. Эффект назван в честь Рудольфа Мессбауэра, который в 1957 разработал метод наблюдения резонансного поглощения. Используется для изучения энергетических уровней атомного ядра.


Физическая природа явления

Ядро изолированного атома не поглощает гамма-кванты той же энергии, что и излучает. Причина этого в том, что при большой энергии фотона нельзя пренебрегать потерей энергии на отдачу ядра. Излучая гамма-квант, ядро ​​по законом сохранения импульса должно двигаться в противоположном направлении. Поглощая гамма-квант, ядро ​​вбирает в себя его импульс и движется в том же направлении. В оптическом диапазоне энергия отдачи маленькая, и атомы обычно поглощают на той же частоте, что и излучают.

Потеря энергии на отдачу равна

E_R = \ frac {E_ \ gamma ^ 2} {2Mc ^ 2} ,

где E_R - Потеря энергии, E_ \ gamma - Энергия гамма-кванта, M - масса ядра, c - скорость света в вакууме. Видно, что потери обратно-пропорциональны массе ядра.

Идея эксперимента Мессбауэра в том, чтобы использовать твердое тело вместо изолированного атома. В твердом теле, например, кристалле, благодаря квантовым явлениям, движение атомов приобретает коллективного характера. Энергия отдачи передается не отдельным атомам, а колебания всего кристалла - фононов. Как следствие, масса, которая получает отдачу, значительно возрастает, уменьшая потери энергии. Таким образом становится возможным поглощение ядром гамма-кванта, который образовался в результате излучения идентичного ядра.

Небольшую разницу в энергиях, остается даже при коллективной отдачи, можно компенсировать благодаря эффекта Доплера, передвигая источник и излучатель друг относительно друга с небольшой скоростью. Мессбауеривськи спектры обычно приводятся в зависимости от этой скорости.


Использование

Мессбауеривська спектроскопия является одним из методов материаловедения, тонким инструментом, который позволяет определить химические характеристики окружения радиоактивных атомов. Чаще всего она использует ядра 57 Fe.


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам