مشاوره رایگان تحصیلی
منو

پدیده ی چرنکوف

اشعه ی چرنکوف (Cherenkov Radiation) اولین بار در چندی قبل از سال 1900 میلادی در آزمایشات ماری و پیر کوری (Mary-Pierre Curie) هنگامیکه آنها پرتوزایی مواد رادیواکتیویته را بررسی می کردند دیده شد.  

منبع: پارس اسکای
http://www.parssky.com/news/articles/default.aspx/?NewsID=1161849103&Cat=Astrophysics

 
 

طبیعت پدیده ی جدید به صورت تشعشع اما نامشخص بود.

 

اولین تلاش برای درک ماهیت این پدیده ی جدید در سال 1926 میلادی توسط مالت (Mallet) انجام شد.

او فهمید نوری که از مواد مجاور یک منبع رادیواکتیو منتشر می شوند همیشه به صورت آبی فام – سفید و طیف آنها پیوسته است.

به همین دلیل این خاصیت فلئورسانس (Fluorescence) نبود. (در خاصیت فلئورسانس در بین رنگ ها در طیف ماده گستگی وجود دارد).

او همچنین فهمید که این پدیده ین نوع پرتوزایی است اما از طبیعت آن چیزی در نیافت!

این ناشناختگی تا سالهای 1937-1934 ادامه داشت تا آنکه آزمایشات پی. ای. چرنکوف (P.A.Cherenkov) در سال 1934 و در تکمیل آن نظریات آی. ای. تم (I.E.Tamm) و آی. ام. فرانک (I.M.Frank) در سال 1937 طبیعت این تشعشعات را آشکار کرد.

اگرچه اثرات آن تا سال 1958 به خوبی شناخته نشد. در میان آن نیز آزمایشات زیادی انجام گرفت.

برای مثال در سال 1947 اولین وسیله برای شناخت این تشعشعات توسط گتینگ (Getting) اختراع شد. وظیفه ی این دستگاه اکتشاف ذره ای بود که از خود تشعشعات چرنکوف منتشر می کرد.

البته لازم به ذکر است که اولین دستگاهی که موفق به انجام این کار شد (توانست دنباله ای از این تشعشعات را در گاز پیدا کند) را اسکل (Ascoll) در سال 1953 اختراع کرد.

اگرچه در همان سال دستگاه دیگری توسط گالبیراث (Galbraith) و جلی (Jelley) اختراع شد که توانست این تشعشعات را همراه با افزایش نور در نزدیکی آسمان مشاهده کند.

از آن به بعد آزمایشات همگی سعی می کردند که تشعشعات چرنکوف را در اتمسفر دنبال کنند.

 

قبل از معرفی تشعشعات چرنکوف باید این مطلب را ذکر کرد که این تشعشعات هیچ ارتباطی با برامزاشتراهلونگ (Bremsstrahlung) ندارند. اثر مذکور اثری است که در آن پرتوزایی با حرکت الکترون ها و برخورد اتم ها ایجاد می شوند.

اما اثر چرنکوف پرتوزایی را با توجه به حرکت ذرات در میادین بررسی می کند.

تفاوت بین این دو نوع پرتوزایی هنگامی بسیار مشخص می شود که دو جرم بسیار بزرگ را برای ذرات در نظر بگیریم.

در این صورت ذره ی تحت تاثیر برامشترالنگ ناپدید می شود اما ذره ی متاثر از چرنکوف بدون تاثیرپذیری باقی می ماند.

تشعشع چرنکوف همراه با حرکت تاکیونی ذرات باردار در اتمسفر منتشر می شوند. (حرکت تاکیونی حرکتی با سرعت بالاتر از نور است).

پرتوزایی تحت تاثیر مقدار n در معادله ی (1.1) می باشد که در آن مقدار انکسار (n) متناسب با چگالی اتمسفر است.

شکل هندسی ساده از این فرآیند برای این است که ذرات ماورای روشنایی حرکت می کنند(به صورت Superluminal) که در این حرکت یک تصادم (تلاطم) معمولی در امواج به دلیل انرژی کم در پشت ذرات ایجاد می شود. (تصادم امواج در امواج پشت ذرات بعد از حرکت ایجاد می شود).

 

شکل: ساختمان هایجن ها (Huygens) برای مشخص کردن ارتباط :

 

(از این شکل با توجه به مسیر حرکت ذره می توان فهمید که این تشعشعات تنها در زوایای خاصی (θ) با نام زاویه ی چرنکوف منتشر می شوند. این زاویه مکانهایی را نشان می دهد که در آنها امواج از نقاط دلخواه مانند P1,P2,P3 بر مسیر AB وابسته و مرکب در مقابل خط مسطح BC هستند. این وابستگی هنگامی رخ می دهد که ذره از A به B حرکت کند که زمان حرکت این ذره برابر با زمانی است که نور طول می کشد تا از A به C سفر کند).

 

 

 

 

اگر سرعت ذره V یا β.C باشد که در آن C سرعت نور در خلا و (C/n) سرعت اشعه ی چرنکوف به صورت میانگین است. آنگاه می توانیم زاویه ی چرنکوف را با توجه به محاسبات هندسی بنویسیم:

معادله ی (1.1):

 

 

معادله ی (1.2): 

 

 

که در آن n میانگین مقدار انحراف و TΔ زمانی است که طول می کشد تا ذره از A به B برسد.

از معادله ی (1.2) می توانیم چند نکته را اشاره کنیم:

 

1) برای هر میانگین مقدار انحراف n یک سرعت آستانه ای وجود دارد.

 

 

که در آن تشعشعی در کار نخواهد بود.

در این سرعت مداری مسیر حرکت تشعشع بر مسیر حرکت ذره منطبق می شود. برای دیدن این پدیده باید معادله ی (1.2) را به شکل زیر بنویسیم: معادله ی (1.3):

 

بنابراین این فرآیند می تواند در ساختمان آستانه ای استفاده شود.

البته تشعشع چرنکوف تنها زمانی مشخص می شود که ذره با سرعت بیشتری از (C/n) حرکت کند.

 

2) برای یک ذره ی فرا نسبیتی که در آن β = 1 است حداکثر زاویه ی پرتوزایی را خواهیم داشت:

معادله ی (1.4):

 

 

تشعشعات در ناحیه ی طیفی پدید و نیمه پدید رخ می دهد که در آن میانگین مقدار انکسار بیشتر از یک است.

یک میانگین واقعی همواره پراکنده کننده است. بنابراین این تشعشات محدود به فرکانس های (طول موج های) n(u) > (1/β) می باشد.

در ناحیه ی طیفی اشعه ی X (ایکس) n(u) همیشه بزرگتر از یک است و به همین دلیل جز اشعه های ممنوعه می باشد. (از نظر طول موج).

بنابراین پرتوزایی در ناحیه ی اشعه ی X غیر ممکن برای n کمتر از اشتراک می باشد و در غیر این صورت معادله ی (1.4) توجیه نخواهد شد.

 

تنها دو نکته مانده تا موفقیت تکمیل شود.

علاوه بر این بیان کرده ایم که نقطه ی (i) و طول مسیر ذره (l) باید به طور میانگین در مقایسه با طول موج (λ) اشعه زیادتر باشد.

در غیر این صورت انحراف زمان برای ذره در سمت افق و در فواصل متوالی (λ) باید نسبت به دوره ی انتشار نور (λ/C) کمتر باشد.

 

اگر به معادله ی ماکسول (Maxwell) در مورد امواج الکترومغناطیس (Electromagnetic waves) توجه کنیم ذرات باردار در هنگام حرکت با سرعت ثابت نباید بدرخشند.

همین امر اثباتی است بر اینکه تشعشعات چرنکوف به طور کامل با برامزاشتراهلونگ (تابش ترمزی) متفاوت هستند.

 

بخش اصلی در این کار بر تخمین متغیر پایه گذاری شده است و کشف میزان انزوای کیهانی در مقابل انرژی کم می تواند تشعشعات چرنکوف را برای ما در اتمسفر مجسم کند.

تلسکوپ (IACT) MAGIC و ما می خواهیم روشی جدید برای نقض انزوا به همراه منابع اضافی از انرژی کم را بیان کنیم.

 

قبل از تمام کردن این مطلب ما می خواهیم به طور مختصر ظاهری از تشعشات چرنکوف را توضیح دهیم.

 

در صورتیکه تشعشعات چرنکوف طیف انرژی و مقداری از ذرات پرتوزا را داشته را داشته باشند تعداد فوتون هایی که با تغییر ذرات باردار منتشر می شوند (Ze) همراه با وقفه ی انرژی یا مترادف λ برای فوتون ها برابر است با: معادله ی (1.5):

 
 

شکل: متغیر طیف فوتون چرنکوف

خط پیوسته نشان دهنده ی جذب اوزون و پراکندگی ریلی (Rayleigh) - می (Mie) می باشد.

 

برای مورد مخصوص حرکات الکترون ها در طول یک مسیر به طول l همراه با یک ناحیه ی طیفی پیدا می شود. توسط طول موج های 1λ و 2λ خواهیم داشت: معادله ی (1.6):

 

 

 

که در آن α (آلفا) مقدار ثابت برابر با:

 

 

می باشد و n میانگین مقدار انکسار است. (که این همان وظیفه ی انرژی فوتون و یا مترادف فرکانس می باشد).

این بدان معناست که بخش عظیمی از چرنکوف و فوتون ها در رده ی اشعه های ماورای بنفش منتشر می شوند. زیرا:

 
 

و طیف منتهایی (حداکثری) در اطراف 330 نانومتر دارد.

 

 

با گفتن این مطلب یک دید کلی از تشعشعات چرنکوف را بیان کردیم.

 

مقاله ی اصلی از: اما انا ویلهلمی (Emma Ona Wilhelmi) در تاریخ 18-10-2001

 

ترجمه: (متن از انگلیسی به فارسی – اشکال از اسپانیایی به انگلیسی): علیرضا یعقوبی

 

منبع www.gae.ucm.es
نویسنده  علیرضا یعقوبی

 




www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● ادامه تحصیل در مالزی
● دانشگاه های مالزی
● سعيد سيوف جهرمي
● هر آنچه می خواهید
● مجله پزشکی
● توصیه های پزشکی
● پس از باران
● انجمن علمی فیزیک پیام نور
● دانلود کامل
● سایت گردشگری آنوبانی نی
● جاویدان
● سنگ شکن
● آگهی رایگان
● ایتکا
● پزشکی
● مجله علمی
● پی سی گیمرز
● موسسه پروفسور حسابی
● میهن کمپ
● پی سی وبلاگ
● کتاب هفته
● دهکده فضایی
● ایران حافظ
● Airgo Design
● دکتر علی افضل صمدی
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
حرکت و زمان مستقل از هم هستند یا وابسته به یکدیگر؟ (52 پاسخ)
نظریه جدید تعریف بعد زمان (19 پاسخ)
حل مسائل فیزیک هسته ای کنت کرین (21 پاسخ)
یک ایرانی اولین برنده زن معتبرترین جایزه جهانی ریاضیات (28 پاسخ)
بهترین کتاب نجومی که تابه حال خوانده اید (31 پاسخ)
انرژی چگونه به جرم تبدیل میشود؟ (14 پاسخ)
بزرگترین دتکتور میله ای کشور راه اندازی شد (0 پاسخ)
دریافت سیگنالهای شگفتی آور از یک کوتوله در فاصله 11 سال نوری (0 پاسخ)
فرمول ثابت ها در ترکیب حرکت موج (0 پاسخ)
معمای ترکیب رنگها (12 پاسخ)
تصاویر جونو از "گردباد" مشتری منتشر شد (0 پاسخ)
ایرادها و پارادوکس های نسبیت خاص (229 پاسخ)
زمین مرکزی - خورشید مرکزی (3 پاسخ)
تابش ذره باردار شتابدار (20 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار فيزيك... (78 پاسخ)
انهدام نسبیت خاص و عام آلبرت اینشتین (به همراه مقالات) (361 پاسخ)
پروژه پردازش صوت (3 پاسخ)
اینشتین vs گالیله (10 پاسخ)
آیا با افزایش سرعت جرم هم افزایش پیدا میکنه؟ (15 پاسخ)
یک سوال مکانیکی مرتبط با سرعت و حرکت (0 پاسخ)
پاسخ تشریحی کنکور ارشد (0 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (971 پاسخ)
مرد دونده و چاه با اقتباس از ریندلر (2 پاسخ)
پارادوکس فارادی (5 پاسخ)
داعشی ها vs آلبرت اینشتین (2 پاسخ)
انرژی از هیچ، با انرژی پتانسیل گرانشی (33 پاسخ)
محاسبه زمان بالا رفتن دمای یخ (1 پاسخ)
اصل عدم قطعیت هایزنبرگ (9 پاسخ)
دایره های اسرار آمیز در صحرای کالاهاری (3 پاسخ)
orbital speed و orbital velocity را باید یکسان دانست؟ (2 پاسخ)
پارادوکس جدید ریاضی-ریگی در کفش احتمالات و آمار (20 پاسخ)
نکاتی که باید درباره HIV بدانید (0 پاسخ)
كمك براي محاسبه فشار در يك مخزن آب (20 پاسخ)
گاز های بی اثر (2 پاسخ)
جسم دوار (24 پاسخ)
آیا جنس مواد نسبیست؟ (4 پاسخ)
پایستگی تکانه زاویه ای در سیستم آونگ (4 پاسخ)
رابطه ی فیزیک جدید و فلسفه (26 پاسخ)
پرسشی درباره همه ریاضیات لازم برای مطالعه فیزیک (3 پاسخ)
انرژی نور به کجا رفته است؟ (14 پاسخ)
آونگ فوکو (1 پاسخ)
جهان گودل (27 پاسخ)
دوربین دو چشمی بخرم یا تلسکوپ ؟ (8 پاسخ)
علاقه به فیزیک و شناخت فیزیک (9 پاسخ)
حل المسایل مکانیک آماری رایف (1 پاسخ)
چرا آهنربا چوب رو جذب نمیکنه ولی آهن رو جذب میکنه؟ (3 پاسخ)
کاربست پدیده EVP، نظرتان چیست؟ (10 پاسخ)
عکس های فوق العاده جونو از مشتری سوالات زیادی پدید آورده (0 پاسخ)
برنامه نویسی فرترن (6 پاسخ)
آزمایش میلیکان (1 پاسخ)
مسائل تئوری دینام فارادی (0 پاسخ)
توزیع الکترون در اتم های آزاد (0 پاسخ)
راههای دفع مسیرامواج (2 پاسخ)
انهدام نظریه غلظت و حل شبه پارادوکس های نسبیت (46 پاسخ)
علیت و کوانتوم (3 پاسخ)
نظریه هاوکینگ و قانون بقای جرم (0 پاسخ)
زمین تخت گرایان (33 پاسخ)
پاسخ به سوال برنامه نویسی (فرترن) (13 پاسخ)
تفاوت سفید و نقره ای (4 پاسخ)
فیزیک مطلق (16 پاسخ)
مقالات فیزیک
پاکسازی پسماند آب با الکترودهای نانوسیمی باکتریایی
نور؛ وسیله‌ای برای کنترل از راه دور
چشم‌انداز خیره‌کننده و جدید از سحابی خرچنگ
شناسایی پروتئین مسئول فساد بافت کبد
اجتناب‌ از تماس چشمی در بیماران مبتلا به اوتیسم
آموزش و نقش آن در تغییر عملکرد مغز
افشاگری چاندرا از انفجاری عظیم
یک گام تا انتقال بی‌سیم برق
تداوم عصرحجریِ ژن‌ها
صخره‌ی مصنوعی مرجانی، محافظی برای گونه‌های زیستی
از جو اورانوس بدانید ...
استراتژی فیسبوک برای حذف صفحات مستهجن
اهمیت صبحانه خوردن در جلوگیری از اضافه وزن
اکنون حرف از سیاره‌ی دهم است!
اهمیت کیفیت محل زندگی بر سلامتی انسان
سهم درختان در آلوده کردن هوا!
نور چرا و چگونه بر خواب تاثیر می‌گذارد؟
مبارزه‌ی روغن زیتون با فراموشی
ستاره‌ی گم شده‌ی نمسیس، خواهر دوقلوی خورشید!
رونمایی از ربات آهنگ‌ساز و نوازنده
درک مکانیک کوانتوم با آزمایشی ساده
سریع‌تر شدن بالا آمدن آب دریاها
بازنویسی شجره‌نامه‌ی فیل
با سرعتی ۵ برابر سرعت نور آشنا شوید.
کشف دو شکل کم دما از آب مایع
درک جدیدی از جاذبه و دافعه‌ی یک نیروی قوی
ویروس آنفلوانزا نیز می‌تواند مفید باشد!
کشف قدیمی‌ترین و بزرگترین هیروگلیف در مصر
فواید حفظ و نگهداری پانداها
به این کهکشان می‌توان گفت «کهکشان مُرده‌»؟
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
تصاویر فضایی از رانشی بزرگ (0+)
بزهایی که درخت می‌کارند (0+)
سفر به سرزمین ۱۰ میلیارد میلیارد دلاری (0+)
تحقق ایده‌ی ترمیناتور ۲ در زندگی ما (0+)
ممکن است شما کاشف سیاره‌ی نهم باشی! (0+)
کشف رابطه‌ای میان مصرف قند و برخی بیماری‌های سرطانی (0+)
خاکسترهای باستانی (0+)
مکانیسم کنترل رشد استخوان‌ها (0+)
ارتباط ریسک‌پذیری در سالمندان به آناتومی مغز (0+)
درخت تکامل اولین اُرگانیسم (0+)
نداشتن مدرک تحصیلی به معنای بیکاری (0+)
کشف یک سیاره‌ی قابل سکونت دیگر! (0+)
تجارت الکترونیک، محبوبترین جستجوها در گوگل (0+)
چرا جهان ما در حال انبساط است؟ (0+)
موجودات فضایی در چه حالی هستند؟ (0+)
ادامه ...