Файл: Крюкова Л.Н. Сверхтонкие взаимодействия в ядерной физике учеб. пособие для студентов физ. фак.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 13.07.2024

Просмотров: 132

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

- 1 8 0 -

Для выделения эффекта резонаноной флюоресценции на фо­

не неревонансных процѳосов, как ухе говорилось, обычно при­

меняется метод окороотной

модуляции энергии

- к в а н т о в ,

т . е . интенсивность прямого

или рассеянного

излучения р е г и ­

стрируется в зависимости от относительной скорости движения

иоточника

и резонансного поглотителя

или рассеиват ѳ ля .

В результате измерений получается линия поглощения или

расоеяния

І(ѵ)

» Форма которой

завиоит

от

овойотв и о ­

точника

и поглотителя.

 

 

 

 

2 . Форма линии резонансного_поглощения

 

 

Если

выполняются

условия для

испускания

и

поглощения

у -излучения без потери энергии

на

отдачу,

то

форма н е ­

смещенной линии испускания и поглощения опрѳдѳляѳтоя форму­

лой Брѳйта-Вигнѳра:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г2

 

1

 

 

 

W

 

( E ) * W

 

(Е )

-

-,

 

Ч — = 3 »

 

(262)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 о'

H

 

 

где EQ

-

энергия

уровня,

Е^-

энергия испуокаѳмого у

- к в а н ­

т а ,

 

Г

ш%/Х

 

-

естественная

ширина

уровня . Такая

форма

линии

называется

лоренцовой,,

Из этой формулы

видно,

что

W(E3)

 

-

у WCF 4

)

при

J £ э

-

£ J

«= Г/г^,

т . е . Г

еоть ши­

рина линии на половине высоты.

При

атом

fw(E^dE

=

.

Если

энергия

излучаемого

"у*

- кванта

модулирована

о

п о ­

мощью

 

эффекта

Допллѳра,

то

 

 

 

 

 

 

 


- 181 -

ГДв л - С

Сечение рѳзонааоного поглощения квантов системой изоли­ рованных резонаторов определяется выражением

 

 

« ^ - « •

^ (

«

g .

(264)

Эдеоь

 

2яХж j1± ?

• ^

,

а вероятность

резонаноного пог­

лощения испускаемых излучателем (без отдачи) квантов запи-

иезоя

в

виде:

 

 

 

 

W ( x )

«

- *

в

 

 

=

 

 

 

о

 

 

 

где

ft.

-

чаоло резонансно-поглощающих ядер

на I

ом

пог­

лотители,

f

-

вероятность поглощения

у

-квантов

бев

потеря анергия

на

отдачу.

При уоловии б ^ п е ?

«

t

,

т . е .

для

"тонкого"

поглотителя,

мохво приближенно

напиоать

 

 


- ІѲ2

0

OO

Если определить вероятность резонансного поглощения по

отношению к полному потоку

- к в а н т о в , идущих от источни­

ка к поглотителю, то ато выракѳние

олѳдуѳт умножить

на в е ­

роятность безотдачного испускания

- у

- квантов иа

источни ­

к а . 4'

» •

 

 

 

 

 

W'(x)'^nf-f'—-l

 

 

(266)

Отсюда

видно, что максимум

поглощения

соответствует

X "О,

то есть полному перекрытию линий. Форма линии поглощваия ос­

тается лоренцовой, а ее ширина

рална 2Г - удвоенной е е т е е т в е и -

ной ширине

(при условии

тонкого

поглотителя и в

отсутствие

посторонних

источников

у в н р ѳ н я я ) . Таким образом,

для рассмот­

ренного случая спектр поглощения будет выглядеть, как пока­

зано на рис . 50.

Причем, если вычтен

фон постороннего

f - излучения, вели­

чина аффекта

 

 

-

— j — — *

.


- 1 8 3 -

Рио. 50. Основные параметры линии ревонанового поглощения.

При

увеличении б ^ а ^

величина

С б у д е т расти

снача -

линѳйно (пока G0n.f« 1

) , а затеи

стремиться к

насыще­

н и е .

51 )

 

 

 

Рис. 5 1 . Зависимость эффекта резонансного поглоще­ ния от толщины поглотителя.

-Ï 8 4 -

Линия

поглощения

будет при

атом

уширяться

т а к ,

что

площадь

ее

будет почти

постоянна

до

величины 60n,f

іе 10.

3.

Схемы

распада_

некоторых нес^б^у_эровоких ядер.

Ядра,

на

которых

мокет наблюдаться эффект

Нчссбауара,

должны прииадленать стабильным изотопам")и обладать н и з к о -

лежащим

(

<

150

кэв) возбужденным

состоянием,

 

связанный

с основным состоянием прямым радиационный переходом. Этот

уровень

з а с е л я е т о я

в

рээультате

распада

радиоактивных

ядѳр

источника

(после

 

- р а с п а д а ,

е

- з а х в а т а или

изомер ­

ного

перехода

и в

большинстве случаев "иеосбауэровокий"

jjf -

переход

оопровоядавтоя

посторонним

у -

, рентгеновским:

и

р

- излучением .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К настоящему времени эффект Мессбауэра

наблюден

на и з о ­

топах нескольких деоятков элемѳьтов периодической

системы.

На рис .

52

 

для

примера

показаны схемы раопада

для

І Р ,

U9 с

 

57 г

 

t9L.

 

 

 

 

 

 

 

 

on.

и

 

r e

.

i r

-

первое

ядро, на котором Мѳо-

сбауэр экспериментально продемонстрировал наличие процесса

испускания

и

поглощения

- квантов

б е з

отдачи .

Следующие

два изотопа используются наиболее часто

в

j j * -резонансных

экспериментах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Иногда могут быть использованы долгойивуяще изотопы, которые могут быть накоплены в достаточном для п р и г о ­ товления резонансного поглотителя количестве . Пример - наблюдение эффекта Меообауэра на J ^l/Z а

м л н . л е т ) .