Черенко́вське випромі́нювання

випромінювання електромагнітних хвильзарядженою часткою, яка рухається у середовищі зі швидкістю більшою зашвидкість розповсюдження світла в цьому середовищі.

Випромінювання назване на честь П. А. Черенкова, який отримав за його відкриття Нобелівську премію з фізики у 1958 р. разом із І. М. Франком таІ. Є. Таммом, які дали теоретичне пояснення цього ефекту. Науковий керівник Черенкова С. І. Вавілов на той час уже помер, тож, хоча його заслуга у відкритті ефекту дуже велика, він не став Нобелівським лауреатом. В науковій літературі черенковське випромінювання іноді називають випромінюванням Вавілова-Черенкова.

Черенковським випромінюванням пояснюється слабеньке голубувате світіння радіоактивних речовин.

Механізм і геометрія випромінювання

Теорія відносності говорить: жодне матеріальне тіло, включаючи швидкі елементарні частинки високих енергій, не може рухатися зі швидкістю, що перевищуєшвидкість світла у вакуумі. Але до швидкості руху світла у прозорих середовищах це обмеження не стосується. У склі або у воді, наприклад, світло поширюється зі швидкістю, складової 60-70% від швидкості світла у вакуумі, і ніщо не заважає швидкій частці (наприклад, протону або електрону) рухатися швидше світла у такому середовищі.

За своєю природою формування черенковського випромінювання схоже на формування ударної хвилі, яка виникає на поверхні конуса Маха, коли літак подолав звуковий бар'єр.

Частинка, яка рухається зі швидкістю , де c — швидкість світла у вакуумі, а n — показник заломленнясередовища, випромінює під кутом, який визначається формулою

.

Цей кут дещо різний для променів різної частоти завдяки дисперсії світла.

Інтенсивність випромінювання в спектральному проміжку визначається формулою

,

де e — елементарний заряд.

Випромінювання утворює конус з вершиною, спрямованою у напрямку руху частинки. Кут при вершині конуса залежить від швидкості частинки і від швидкості світла в середовищі. Це як раз і робить випромінювання Черенкова надзвичайно корисним з точки зору фізики елементарних частинок, оскільки, визначивши кут при вершині конуса, можна розрахувати по ньому швидкість частки.

Історія[ред. • ред. код]

У 1934 у Павло Черенков проводив у лабораторії Сергія Вавілова дослідження люмінесценції рідин під впливом гамма-випромінювання і виявив слабке блакитне світіння, викликане швидкими електронами, вибитими з атомів середовища гамма-випромінюванням. Пізніше з'ясувалося, що ці електрони рухалися зі швидкістю вище швидкості світла у середовищі.