efect Mössbauer
efect Mossbauer, un proces fizic în care atomii înrudite în miez solid emit și absorb g cuante (unde scurte razele X), fără a schimba energia internă (adică fără feedback). emisie linii spectrale și absorbția g elastice extrem de reduse razelor y (10 # 150; 5 # 150; 10 # 150, 10 eV, lățime relativă 10 # 150; 10 # 150; 10 # 150; 15), care permite utilizarea efectului Mossbauer pentru a măsura schimbare de energie (frecvență) g raze mici cauzate de aceste sau alte efecte asupra miezului.
Deschis în 1958 de fizicianul german R.Mossbauerom, efectul se bazează pe principii teoretice cunoscute că Mossbauer aplicate mai întâi la procesele de g-radiații. Când atomul de cristal, care absoarbe sau radiază impuls de energie devine mică, ea suferă de obicei de impact, care emite unde sonore (fononi), și se reduce energia. În emisie-g cuantice recul se deplasează cu o viteză de aproximativ egală cu viteza sunetului în VZV cristal .. și trecerea frecvenței Doppler a radiației emise, datorită acestei mișcări este de aproximativ VZV. / C. în cazul în care c # 150; viteza luminii. Acest raport este în general egal cu
10 # 150; 6. Energia fotonica este proporțională cu frecvența sa, iar plecarea din cuantumul de cristal pierde aproximativ o milionime din energia sa. A se vedea. De asemenea, efectul Doppler.
Un model similar se observă și în absorbția g cuantice. Lățimea naturală a liniei dN este asociat cu un raport durată de viață stare excitată Dn = t 1 / t. Prin urmare, lățimea relativă a liniei este:
Pentru excitate trăit lung, această valoare este de 10 # 150; 10 # 150; 10 # 150; 15. astfel încât deplasarea Doppler poate depăși un milion de ori lățimea liniei naturale. Ca urmare, kernel-ul nu este în măsură să absoarbă propria sa radiații. Liniile spectrale de emisie și de absorbție pentru tranzițiile inelastice sunt deplasate în direcții opuse în raport cu E0 (energia de tranziție nucleară în coliziune elastică) și puternic lărgit. Se poate demonstra că emisia sau absorbția g- cuantice sistem de bază care conține nucleul este transferat energia R @ E0 2 / 2MC 2 (energie de impact), unde M # 150; greutate nucleu, c # 150; viteza luminii. Rezultă că tranziția elastică este o probabilitate semnificativă ca energia fotonilor a oscilației cristal depășește energia impactului, și anume, atunci când energia de impact este insuficientă pentru a genera fononi. Această condiție va fi îndeplinită atunci când aceste g raze de energie, atunci când l> xsr.kv .. unde l # 150; l lungimea de undă, xsr.kv. # 150; rms deplasarea emițătoare sau miezuri din poziția de echilibru absorbant. Pentru apariția tranziției elastice este de asemenea necesar ca corpul este solid, iar temperatura acestuia # 150; nu este prea mare. efect Mossbauer pot fi observate pe nuclee de izotopi stabili, cu nivel excitat la care există o tranziție directă la starea solului, energia tranziției este suficient de mică (aproximativ condiția R 57. Sn 119. Zn 67.
Aplicarea efectului Mossbauer.
Confirmarea principiului echivalenței. Una dintre cele mai importante rezultate obținute prin utilizarea efectului Mossbauer, a fost în confirmarea principiului echivalenței lui Einstein. Conform acestui principiu, teoria generală a relativității de bază, fenomenele fizice în câmpul gravitațional este imposibil de distins de fenomenele observate în neinertiale (se deplasează cu accelerație) sisteme de referință. În special, comportamentul organismelor din lume se va schimba dacă în loc de accelerația accelerației gravitaționale apare în sus și egală cu 9,8 m / s2 (accelerația gravitațională). Să presupunem că cuantumul lumina se misca de sus în jos, cu o înălțime h deasupra Pământului. El va lua pentru h / c. Dacă tot acest timp, Pământul se deplasează cu accelerație g. viteza unui foton ar fi gh / c. și observator situat pe Pământ la o lungime de undă registre de deplasare Doppler spre lungimi de undă mai scurte Dn / n = gh / c 2. Conform principiului echivalenței, exact aceeași deplasare trebuie observat în câmpul gravitațional al Pământului. deplasare de 5 x 10 au fost înregistrate în experimentele efectuate în 1960 la Harvard și R.Paundom G.Rebkoy, # 150, 15 g de razele energetice emise de sursa. Acest rezultat coincide cu teoretic calculat la cadrul erorii experimentale, este de 4%.
Măsurarea câmpurilor magnetice în apropierea nucleelor. Prezența în vecinătatea câmpului magnetic al nucleului conduce la divizarea nivelelor de energie ale nucleului (efectul Zeeman) și, în consecință # 150; la despicarea liniilor din spectrul Mössbauer. Prin măsurarea scindarea poate fi determinată de câmp magnetic. Pentru Fe 57 nuclee in valoare de fier metalic obținut a intensității câmpului 333 keV (26,5 x 10 6 A / m) la 77 K, cu direcția câmpului în direcția opusă celei de magnetizare a eșantionului. Motivul pentru care câmpul locală are o astfel de valoare negativă mare, nu a fost încă găsit.
Investigarea proprietăților cristalelor. Folosind efectul Mossbauer pe liniile de schimbare în spectrul pot fi determinate neomogenitati ale câmpurilor electrice din apropierea nucleii datorită influenței rețelei cristaline.
Investigarea proprietăților nucleelor. efect Mossbauer permite măsurarea momentului magnetic al nucleelor în stare excitată, în cazul în care este punctul de cunoscut în starea de sol. Aceste date sunt necesare pentru a verifica modelele teoretice ale comportamentului nucleelor excitat.
Verificați legea de conservare a paritate. Dacă interacțiunea nucleară lipsit simetrie spațială, asimetria ar fi observate în spectrul Mossbauer la subnivele Zeeman în cazul g raze emise paralel și antiparalel cu câmpul magnetic. Absența unei astfel de asimetrie indică faptul că cooperarea nucleară este extrem de simetrică. . A se vedea, de asemenea, structura nucleară; Radioactivitatea; efect Zeeman.