Mössbauer hatás

Mössbauer hatást, olyan fizikai eljárás, amelyben a kapcsolódó atom a tömör mag bocsátanak ki és elnyelik g QUANTA (rövidhullámú X-sugarak) megváltoztatása nélkül a belső energia (azaz visszacsatolás nélkül). Spektrális vonal emissziós és abszorpciós rugalmas g i sugarak rendkívül szűk (10 # 150; 5 # 150; 10 # 150, 10 eV, a relatív szélessége 10 # 150; 10 # 150; 10 # 150; 15), amely lehetővé teszi a használatát Mössbauer hatás mérésére kis energia eltolódás (frekvencia) g sugarak által okozott, vagy egyéb hatások a mag.

Megnyitotta 1958-ban német fizikus R.Mossbauerom, a hatás alapján megismert elméleti alapelveket, Mössbauer először alkalmazzák a folyamatok g-sugárzás. Amikor a kristály atom, elnyelő vagy sugárzó energia impulzus lesz kicsi, akkor általában megy keresztül hatást, kibocsátó hanghullámok (fonon), és annak az energia csökken. A kibocsátási g-kvantum visszahatás mozog sebességgel körülbelül megegyezik a hangsebesség a kristályban VZV .. és a Doppler frekvencia eltolódása a kibocsátott sugárzás miatt ez a mozgás, körülbelül VZV. / C. ahol c # 150; a fény sebessége. Ez az arány általában egyenlő

10 # 150; 6. A foton energia arányos a gyakorisága, és az eltérés a kristály kvantum elveszíti körülbelül egy milliomod energiáját. Lásd. Szintén a Doppler-effektus.

Hasonló minta figyelhető meg a felszívódását g kvantum. A természetes szélessége a vonal Dn van társítva egy gerjesztett állapotú élettartam aránya Dn = t 1 / t. Ezért, a relatív szélessége a vonal:

A hosszú élettartamú gerjesztett állapotai, ez az érték 10 # 150; 10 # 150; 10 # 150; 15. úgy, hogy a Doppler-eltolódás is meghaladhatja egymilliószor természetes vonalvastagság. Ennek eredményeként, a kernel nem tudja elnyelni a saját sugárzás. A spektrális emissziós és abszorpciós vonalak rugalmatlan átmenetek eltolódnak képest ellentétes irányban E0 (nukleáris átmenet energia a rugalmas ütközés), és erősen kiszélesedett. Belátható, hogy a kibocsátási vagy abszorpcióját g-kvantum magrendszer tartalmazó sejtmagot viszünk át energiát R E0 2 / 2MC 2 (ütközési energia), ahol M # 150; kernel súlya, c # 150; a fény sebessége. Ebből következik, hogy a rugalmas átmenet jelentős valószínűsége, hogy a foton energiája a kristály rezgési meghaladja az energia hatásának, azaz a ha ütési energia nem elégséges a fonon. Ez a feltétel akkor teljesül, ha az ilyen energiát g sugarak, ha L> xsr.kv .. ahol L # 150; l hullámhosszú sugárzás, xsr.kv. # 150; rms elmozdulása kibocsátó vagy abszorbeáló magok az egyensúlyi helyzetből. A előfordulása rugalmas átmenet is szükséges, hogy a test szilárd, és annak hőmérsékletét # 150; nem túl magas. Mössbauer hatás figyelhető stabil izotóp magok, amelyek gerjesztett szintje, amely van egy közvetlen átmenet az alapállapotba, az energia a átmenet eléggé kicsi (hozzávetőleges állapotban R 57. Sn 119. Zn 67.

Alkalmazása a Mössbauer hatást.

Megerősítése az egyenértékűség elvének. Az egyik legjelentősebb eredményeket alkalmazása révén a Mössbauer hatás volt megerősítését Einstein ekvivalencia elvét. Ezen elv szerint, a mögöttes általános relativitáselmélet, a fizikai jelenségek a gravitációs mezőben megkülönböztethetetlen a jelenségeket figyeltek meg nem-inerciális (mozgó gyorsulás) referencia-rendszereket. Különösen a viselkedését a szervek a világ meg fog változni, ha ahelyett, hogy a gravitációs gyorsulás gyorsulás megjelenik és felfelé egyenlő 9,8 m / s2 (gravitációs gyorsulás). Tegyük fel, hogy a kvantum fény mozog fentről lefelé h magassággal a Föld fölött. Ő lesz elvenni az időt h / c. Ha az összes ebben az időben, a Föld mozgott fel gyorsulás g. a sebesség egy foton volna gh / c. és a megfigyelő található a Földön, hogy a Doppler-effektus regiszterek hullámhosszúság a rövidebb hullámhosszak Dn / n = GH / C 2 szerint az egyenértékűség elve, pontosan ugyanazt a elmozdulást kell tartani a Föld gravitációs mező. elmozdulása 5 × 10 rögzítettük végzett kísérletek 1960-ban a Harvard és R.Paundom G.Rebkoy, # 150, 15 g mennyiségben a energiájú sugárzás a forrás által kibocsátott. Ez az eredmény egybevág az elméletileg számított, hogy a kísérleti hibahatáron belül, 4%.

Mérése mágneses mező közelében a magok. A jelenléte a közelében a mágneses mező a mag vezet felosztása az energia szintjét a mag (Zeeman hatás), és következésképpen # 150; hogy a felosztása a vonalak a spektrumban a Mössbauer. Mérésével a hasítási lehet meghatározni mágneses mező. Az Fe 57 magok a fémes vas kapott érték a térerősség 333 keV (26,5 × 10 6 A / m) 77 K, a mező irányával ellentétes mágnesezési iránya a minta. Ennek az az oka, hogy a helyi területen ilyen nagy negatív érték, még nem találtak.

Vizsgálata tulajdonságainak kristályok. A Mössbauer hatása váltás vonalak a spektrum lehet meghatározni inhomogenitása az elektromos térerő a magok miatt hatására a kristályrács.

Vizsgálata tulajdonságai magok. Mössbauer effektus lehetővé teszi, hogy az intézkedés a mágneses momentuma az atommagok gerjesztett állapotban, ha ismert, pont az alapállapot. Ezeket az adatokat ellenőrzéséhez szükséges elméleti modellek viselkedésének gerjesztett atommagok.

Ellenőrizze a törvény megőrzése paritás. Ha a nukleáris kölcsönhatás hiányzott térbeli szimmetria, az aszimmetria lenne megfigyelhető Mössbauer spektrum Zeeman sublevels esetében g sugarak kibocsátott paralel és antiparalel, hogy a mágneses mező. Ha nincs ilyen aszimmetria azt jelzi, hogy a nukleáris együttműködés nagymértékben szimmetrikus. . Lásd még a nukleáris szerkezetet; radioaktivitás Zeeman-effektus.