Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Тригг Дж. -> "Физика 20 века: ключевые эксперименты" -> 76

Физика 20 века: ключевые эксперименты - Тригг Дж.

Тригг Дж. Физика 20 века: ключевые эксперименты — М.: Мир, 1978. — 376 c.
Скачать (прямая ссылка): fizika20vekakluchevieeksperimenti1978.djvu
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 129 >> Следующая

даже для ядер; для атомов же она лишь в редких случаях составляет порядка
нескольких тысяч электрон-вольт. Следовательно, с хорошим приближением из
уравнения (11.1) получаем1
е1
р ~ р________2_
~ ?0 2Мс2 ¦
1 В этом нетрудно убедиться, решая уравнение методом последовательных
приближений. В первом приближении можно пренебречь .членом Е2, что дает
Ev " Е0; далее это значение подставляется вместо Ev в члене Е2, что
приводит к лучшему приближению, указанному в тексте. Если требуется
большая точность, процесс можно Лродолжить.
223
Аналогичные рассуждения показывают, что энергия Е, необходимая для
возбуждения системы массой М при поглощении фотона с энергией Ех, равна
Е\
р ~ р _____ v
2Мс2 '
Следует заметить, что энергия ?\, фотона, рождающегося при переходе
системы из одного состояния в другое, всегда меньше энергии перехода Е0,
но больше энергии перехода Е, который может происходить при поглощении
фотона; эти две величины разделены интервалом порядка Ео/Мс2.
Для атомных переходов эта разность составляет лишь несколько миллионных
долей Е0 и сравнима с естественной шириной спектральных линий (а иногда и
меньше ее). Однако для ядер отношение этой разности к энергиям перехода
составляет несколько тысячных, тогда как естественная ширина линий имеет
порядок всего лишь 10~13 от энергии перехода. Таким образом, если в
случае атомов еще имеет место значительное перекрытие между
распределениями по энергиям испущенных фотонов и поглощающих атомных
состояний, подобное перекрытие отсутствует в случае ядерного излучения.
Очевидно, что эффект отдачи удалось бы практически полностью исключить,
если бы массу М возможно было увеличить на много порядков. Достижение
Мёссбауэра состояло в том, что он показал реальную возможность это
сделать. А именно при определенных условиях, когда ядра связаны в
кристаллической решетке, они ведут себя не как свободные частицы и
импульс отдачи при излучательном переходе воспринимается всем кристаллом.
Это означает, чго массой М, которая фигурировала в вышеприведенных
рассуждениях, теперь будет масса кристалла, в -~ 1023 раз превосходящая
массу ядра.
Предлагались и другие методы, позволяющие обойти указанную трудность;
один из них использовал Мёссбауэр, проводя свои первые эксперименты,
которые и привели его к открытию. Об этом он сообщил в 1958 г. в журнале
Zeitschrift fur Physik. Все эти методы основаны на создании доплеровского
сдвига частоты у-излу-
224
чения, происходящего при движении излучающего и (или) поглощающего ядра.
Для получения необходимой скорости движения использовались различные
методы: центрифуга, движение ядер, возникающее в результате отдачи после
испускания или поглощения излучения, а также тепловое движение при
сравнительно высоких температурах. Мёссбауэр выбрал последний метод. Как
отмечал Мёссбауэр, во всех предыдущих экспериментах "проводилось изучение
рассеяния и кванты, резонансно рассеиваемые ядрами, приходилось выделять
на фоне упругого и комптоновского рассеяния". Все это приводило к
значительным экспериментальным трудностям, а также к весьма серьезным
ограничениям при выборе нуклидов, для которых данный метод мог быть
применен.
Мёссбауэр обнаружил, что "указанные трудности можно обойти, если эффекты,
связанные с резонансами, измерять по поглощению. Однако, поскольку
рассматриваемые эффекты, особенно для мягкого у-излучен^я, очень малы по
сравнению с поглощением этого излучения атомной оболочкой, чрезвычайно
жесткие требования предъявляются к точности и стабильности измерительной
аппаратуры для измерения времени жизни1 ядерного уровня в опытах по
поглощению...
Исследование ядерной резонансной флуоресценции особенно интересно в
диапазоне энергий мягкого у-излу-чения, для которых при низких
температурах следует ожидать влияния химической связи в твердых телах на
результаты эксперимента.
В настоящей работе определено время жизни ty уровня с энергией 129 кэВ в
иридии 1911г. Исследование при температуре жидкого кислорода обнаружило
сильное влияние химической связи на сечение взаимодействия при ядерном
поглощении... Эффект химической связи чрезвычайно чувствителен к спектру
колебаний кристаллической решетки твердого тела".
По причинам, которые мы объясним ниже, эксперимент проводился методом
сравнения. "На рис. [11.1] представлена экспериментальная установка, а на
1 Сечение резонансного поглощения зависит от естественной ширины линии Г,
которая в свою очередь связана со временем жизни соотношением
неопределенностей т^Л/Г,
?25
рис. [11.2] - устройство криостата с поглотителями Поглотители- две
прокатанные фольги, одна из иридия, другая из платины, каждая толщиной
около 0,4 мм и диаметром 35 мм, - устанавливались так, чтобы обеспечить
им возможность беспрепятственного сжатия при охлаждении.
Измерялось поглощение в иридии у-излучения с энергией 129 кэВ,
испускаемого при (3-распаде ядер осмия 19,Os... Наблюдаемый спектр в
дополнение к линиям... испускаемым 191Os, имеющим период полураспада
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 129 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed