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
- 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 ) .