Мессбауэр эффекті

Мессбауэр эффекті

Орындаған: Бақтыбаев Саят

Олжабек Аружан

Мессбауэр эффекті

Тебілу әсерінен гамма-нұрлану кезінде шығарылған фотонның энергиясының нұрлану энергиясынан

ядроның кинетикалық энергиясына кем болатынын көрдік. Тебілу тек қана нұр шығаруға ғана емес оны жұту кезінде де орын алады. Сондықтан негізгі күйдегі ядроны қоздыру үшін гамма-кванттың энергиясы қозу энергиясынан дәл осындай энергияға артық болуы тиіс.

Демек, ядроны қоздыруға керек гамма-кванттың энергиясы, дәл сол ядро дәл сол күйден негізгі күйге көшкенде шығаратын гамма-кванттың энергиясынан артық болуы тиіс (1-а-сурет). Мұндай жағдай барлық радиациялық көшулерге тән. Осыдан ешқандай фотон үшін (оның ішінде оптикалық үшін де) резонанстық жұтылу мүмкін емес сияқты. Бірақ ол олай емес.

Резонанстық жұтылу деп жүйені, дәл сондай жүйе қозған күйден негізгі күйге көшкенде шығаратын нұрдың көмегімен, қоздыруды атайды.Кез-келген тұрақсыз күй үшін анықталмайтындық теңсіздігі орындалады. Ондай күй моноэнергиялық емес, оның энергиясы дәлдікпен ғана анықталады. Г- шамасын осы деңгейдің табиғи ені деп атайды.

Егер шарты орындалса, шығару спектрі мен жұтылу спектрі қабаттасады да, (1-б-сурет)резонанстық жұтылу бақыланады. Мұндағы

тебілу энергиясы. Бұл шарт оптикалық нұрлану үшін жақсы орындалады.

Тебілу энергиясын теңгеру үшін Доплер эффектін пайдалануға болады. Бірақ ол үшін өте жоғары жылдамдықтар қажет болады. Мысалы, сынап ядросының... тебілу энергиясын теңгеру үшін, 300м/с жылдамдық қажет болады. Көбінесе, гамма-нұрдың резонанстық жұтылуы ядролардың жылулық қозғалысының арқасында іске асады. Бұл жағдайда шығару сызығы мен жұтылу сызығының ені табиғи Г енімен емес, доплерлік кеңеюі енімен анықталады:

Ол бөлмелік температура (Т=300К, kT=0,025эВ) үшін

Мұндағы ядроның тебілу энергиясы, Т- температура. Доплерлік кеңеюі D мен тебілу энергиясы R шамалас болғандықтан, шығару сызығы мен жұтылу сызығы ішінара қабаттасады (1-в-сурет). Осы қабаттасу нәтижесінде резонанстық жұтылу мүмкін болады.

Кристалдың массасының өте зорлығынан тебілу энергиясы

болады да, шығару сызығы мен жұтылу сызығының айырмашылығы жоғалады:

Сонымен қатар, өте төмен температуралар үшін Доплерлік кеңею де жойылады. Ол енді

табиғи еннен кіші болады. Басқаша айтқанда, бұл жағдайда өте сүйір, ені сызықтың табиғи еніне тең, резонанстық жұтылу байқалу керек. Бұл пайымды өзінің екінші тәжірибесінде дәлелдеді.

Зерттеу нәтижесі:

Пайдаланылған әдебиеттер:

Н.Қадыров. Ядролық физика негіздері. Алматы «Қазақ Университеті» 2000.