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
قوانین فیزیک (5 پاسخ)
اگر توپی را در فضا رها کنیم (5 پاسخ)
آيا فيزيك يا رياضي رشته گمشده منه‌؟ (4 پاسخ)
چطور میشه دستگاه فرستنده امواج الکترومغناطیس درست کرد؟ (6 پاسخ)
معمای آخرین "عنصر کشف نشده" هسته کره زمین حل شد (0 پاسخ)
شکل موج (17 پاسخ)
مجموعه مقالات عرفان کسرایی (2 پاسخ)
انهدام نسبیت خاص و عام آلبرت اینشتین (به همراه مقالات) (353 پاسخ)
محاسبه انرژی (1 پاسخ)
سرعت سقوط اجسام (10 پاسخ)
اطلاعات در مورد رشته مهندسی هسته ای و آينده شغلي اين رشته (7 پاسخ)
زمان و یک چالش جدید (5 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (211 پاسخ)
خلاء چیست و اثر گرما بر حرکت نور در یک محفظه خلاء (0 پاسخ)
واکنش دهی ذرات (1 پاسخ)
بارش شهابی برساوشی (3 پاسخ)
تفاوت در انرژی پتانسیل و اصل هم ارزی جرم-انرژی انیشتین (3 پاسخ)
سوال درمورد آزمایش دوک و ریل شیبدار (0 پاسخ)
مدل سازی سلف با حل معادلات میدان (0 پاسخ)
کتاب الکترومغناطیس گریفیتس (1 پاسخ)
دعوت به همکاری تحقیقاتی (0 پاسخ)
چگونه سرعت اسپین ذرات را حساب می کنند؟ (0 پاسخ)
تراز افقی (2 پاسخ)
چرا قبل از بارش برف آسمان قرمز میشود؟ (25 پاسخ)
پیش نیاز mcnp و مونت کارلو (0 پاسخ)
داروی جدید ام.اس با موفقیت آزمایش شد (0 پاسخ)
تحصیل در رشته های نجوم (23 پاسخ)
دمای منفی (1 پاسخ)
مرحله های خواب (3 پاسخ)
ثبت عکس‌های نادر از قبل و حین انفجار یک ستاره (2 پاسخ)
تبديلات ميدان ها (5 پاسخ)
مهارت حل مساله (2 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (969 پاسخ)
پرسش و پاسخ ریاضی (160 پاسخ)
چرخه کارنو (1 پاسخ)
سرعت سوق و جریان (2 پاسخ)
ستاره های متراکم هم خاصیت ربایش نور را دارند؟ (3 پاسخ)
فیزیکدان ایرانی دانشگاه هاروارد برنده جایزه دستاورد علمی شد (0 پاسخ)
معما های سخت (294 پاسخ)
tortion gyroscope (0 پاسخ)
سوال اصل عدم قطعیت (1 پاسخ)
تصویر های دانشیک (79 پاسخ)
ماشين محرك دائم (154 پاسخ)
کتاب معتبر ترجمه شده در زمینه انرژی تاریک (3 پاسخ)
جـنـگنـده ها و اســلحــه های بــرتــر (102 پاسخ)
کامپیوتر پرواز (0 پاسخ)
شرایط مرزی برای دو مسأله ی الکترومغناطیس (3 پاسخ)
فرمول برای تشخیص تالاسمی مینور (1 پاسخ)
افزایش احتمال برخورد دو نوکلئون (3 پاسخ)
کاربست پدیده EVP، نظرتان چیست؟ (3 پاسخ)
ماهیت انرژی (22 پاسخ)
سوال از طول موج خطوط طیف اتم هیدروژن (4 پاسخ)
عوامل خروجی ژنراتور (2 پاسخ)
انجماد بعد از مرگ (0 پاسخ)
سرعت مورد نیاز برای برخورد D-T (1 پاسخ)
منبع توجیه پارادوکس پدربزرگ (4 پاسخ)
مقادیر "مجاز" انرژی یعنی چی؟ (3 پاسخ)
اصل انرژی (1 پاسخ)
روشی که بیمار قطع نخاعی را می‌تواند درمان ‌کند (1 پاسخ)
نظریه DFT چه ميگويد و چه كاربردي دارد؟ (7 پاسخ)
مقالات فیزیک
تعداد گل‌برگ‌های آفتاب‌گردان همیشه عضوی از سری فیبوناچی‌ست!
ساخت ماده‌ای که می‌تواند آسیب‌های مغزی را درمان می‌کند
سنگ‌های اطراف ما، چگونه به وجود آمده‌اند؟
چرا فرگشت این حشره‌ی عجیب را به گل ارکیده شبیه کرده است؟
یک قدم تا کشف حیات روی مریخ؛ آب مایع هم کشف شد!
چرا تاج‌ خورشید میلیون‌ها برابر گرم‌تر از سطح خورشید است؟
ماجرای پیدا شدن فرش قدیمی و اَشرافی در کشتی غرق‌شده‌ی هلندی
ریزتراشه‌هایی که از نور بجای الکترون استفاده می‌کنند!
ده دانستنی جالب درباره‌ی کشور سوئیس
رژیم غذایی سالم و ورزش می‌تواند روند پیری سلول‌های ما را برعکس کند
ده حقیقت جالب درباره‌ی دیوار بزرگ چین
جایی برای تلسکوپ‌های خیلی بزرگ
اَپل؛ برخواسته از یک اتاق خواب
دنیای عجیب و کشف نشده‌ی ویروس‌ها
والدین و فرزندان، رابطه‌ای تنش‌زا
یک قاشق چایخوری از ستاره‌ی نوترونی، ۶ میلیارد تن وزن دارد!
نسل جدید ریز پردازنده‌ها جهت استفاده در مأموریت‌های فضایی
کشف غار ۵۰۰هزار ساله، با کریستال‌های غول‌پیکر!
تشخیص و درمان بیماری آب‌سیاه چشم، با روشی نوین
دانستنی‌هایی جالب درباره‌ی ببرها
خوشه‌ی زیبایی از ستارگان، در کهکشان راه‌شیری
اختراع جدید گوگل؛ مترجم هوشمند گوگل چگونه کار می‌کند؟
طلوع و غروب پیاپی خورشید در ایستگاه بین‌المللی فضایی
حرکت جزایر هاوایی به سمت آلاسکا با سرعت رشد ناخن انسان!
پهپادهایی که ماری‌جوانا را از آسمان، بو می‌کشند!
چطور استاد حس بویایی خود شوید!
کشف آب یخ‌زده در سیاره‌ی کوتوله‌ی سِرِس!
میکروب‌هایی که بدن ما را ساخته‌اند!
چشم‌ا‌نداز گودال یک شهاب‌سنگ، بر فراز صحرای بزرگ استرالیا
کشف دخمه‌های اسرارآمیز در مریخ
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
لرزش جهانِ تازه متولد شده، از امواج ضربه‌ی بیگ‌بنگ (0+)
تلسکوپ فضایی هابل، در جستجوی فرازمینی‌ها (0+)
ذخیره‌ی انرژی در برگ‌های آبی گیاه بگونیا (0+)
چرا قند مصنوعی شما را چاق می‌کند؟! (0+)
نسل بعدی سلول‌های خورشیدی به‌رنگ گیاهان سبز (0+)
دست‌یابی به «تئوری همه‌چیز» در سال ۲۰۷۶ (0+)
اسرار پای مومیایی شده‌ی «نِفِرتاری»، ملکه‌ی مصر (0+)
آیا سقوط شهاب‌سنگ در اقیانوس، سونامی ایجاد می‌کند؟ (0+)
تحول کهکشان‌ها در خوشه‌ی کهکشانی سنبله (0+)
چرا اسب‌دریایی نَر باردار می‌شود؟ (0+)
دانستنی‌های شگفت انگیز درباره زمین: زمینِ زیبا (0+)
ستارگان زامبی! (0+)
آیا می‌دانید «گچ» از فسیل پلانکتون‌های باستانی ساخته شده؟ (0+)
ساخت لباس‌های الکترونیکی انعطاف‌پذیر (0+)
کشف دخمه‌های اسرارآمیز در مریخ (0+)
ادامه ...