Ефект на Мьосбауер

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене

Ефектът на Мьосбауер представлява безоткатно ядрено резонансно излъчване на изключително тесен сноп гама кванти от ядрата.[1] Физическото явление е открито от Рудолф Мьосбауер през 1958 година. Ефектът на Мьосбауер е един от малкото ядрени процеси, върху които оказват влияние външни за ядрото фактори като електронна обвивка, кристална структура, температура, налягане и др. За да се осъществи резонансно поглъщане енергията на падащия гама-квант трябва да съвпада изключително точно с енергията на гама-прехода. Ефектът на Мьосбауер позволява да се извършват свръх точни измервания на спектъра на гама-лъчите и да се съди за състоянието на излъчващото ядро. Намира приложение в Мьосбауеровата спектроскопия.

История[редактиране | edit source]

Съществуващото излъчване и поглъщане на рентгенови лъчи от газове давало основание да се очаква подобно явление и при гама лъчите. Потокът от гама-кванти възниква при ядрени преходи за разлика от рентгеновите лъчи, които са продукт на преход на електрони. Опитите за наблюдение на гама-резонанс в газове се проваляли поради загубата на енергия в резултат на разсейване. Мьосбауер наблюдавал резонанс в твърд иридий, което породило у него въпроса защо гама резонансът е възможен в твърди тела, но не и в газове. Той предположил, че при атомите в твърдите тела при определени обстоятелства една малка част от ядрените събития могат да настъпят без разсейване и приписал наблюдавания резонанс на тези безоткатни ядрени събития.

През 1958 г. Рудолф Мьосбауер направил връзка между кохеренетното разсейване на неутрони и кохерентното поглъщане на гама-кванти. Той се занимавал с изучаване на резонансния ефект в иридий 191 чрез компенсиране на отката. За препокриване на линиите на излъчване и поглъщане той използвал висока температура като очаквал резонансното поглъщане да изчезне при ниска температура. За да измери фона, той охлаждал източника и поглътителя. За негова изненада при температура на течния азот (-196 градуса С) резонансното поглъщане рязко се увеличило.

Съобщението за Ефекта на Мьосбауер, който е едно от последните големи открития във физиката, излязло за пръв път на немски. Първото съобщение на английски било за повторението на експеримента.[2]

За откриването на този ефект през 1961 година Мьосбауер получил Нобелова награда за физика заедно с Роберт Хофщетер, който изследва разсейването на електроните от атомните ядра.

Описание[редактиране | edit source]

Mossbauer 51Fe.png

По принцип гама лъчите са продукт на ядрени преходи от нестабилно високо-енергетично състояние в стабилни ниско-енергетични състояние. Енергията на излъчените гама кванти е свързана с енергията на ядрения преход минус големината на енергията, която се губи за откат на излъчените атоми. Ако загубената енергия е малка в сравнение с енергията на ядрения преход, тогава енергията на гама лъчите все още съответства на енергията на ядрения преход и гама лъчите могат да бъдат погълнати от втори атом от същия вид като първия.

Количеството енергия в отскачащата частица може да бъде намерена от запазването на момента:

|P_\mathrm{R}| = |P_\mathrm{\gamma}| \,

Замествайки енергията в уравнението получаваме:

E_\mathrm{R} = \frac{E_\mathrm{\gamma}^2}{2Mc^2}[3]

Виж също[редактиране | edit source]

Допълнителна литература[редактиране | edit source]

Използвана литература[редактиране | edit source]

  1. И. Лалов, История на физиката от Възраждането до наши дни, София, Университетско издателство "Св. Климент Охридски", София, 2011, с. 170
  2. Nuclear Resonance Absorption of Gamma Rays in Ir191. // Physical Review Letters 3 (5). 1959. DOI:10.1103/PhysRevLett.3.221. с. 221.
  3. Nave, C.R.. Mössbauer Effect in Iron-57. // HyperPhysics. Georgia State University, 2005. Посетен на 7 June 2010.