Mössbauer hatás
Mössbauer hatása.
Abból a tényből, hogy az emissziós spektruma a sejtmagok, amelyek hasonló emissziós spektrumát az atomok és molekulák tűnt szinte nyilvánvaló, hogy atommagok kibocsátó az átmenet a gerjesztett állapotból a normál gamma-kvantum egy bizonyos frekvencia a normál állapotban kell szelektíven elnyelik az azonos sugarak. Resonance felszívódását gamma kvantum kell fordítani a mag gerjesztett állapotban, mint ahogy a fény elnyelő fordítja gerjesztett állapotban egy atom vagy molekula. Azonban, megpróbálja
kísérleti kimutatása a rezonancia abszorpciós gamma-sugarak, például az atommagok, azonban ezek a sugarak bocsát sokáig sikertelenek voltak.
Negatív kísérletek eredményeit kimutatására a rezonáns abszorpció gamma-sugarak egy egyszerű magyarázat. Ha az átmenetet nucleus A gerjesztett állapotból a normál állapotba megy végbe kibocsátása gamma kvantum, az energia a kvantum nem egyenlő az energia különbség pontosság törvénye szerint a lendületmegmaradás a kibocsátás gamma kvantum mag szerez lendületet egyenlő a lendület a kibocsátott gamma-sugár és irányította az ellenkező oldalon. Nucleus megy során foton emissziós ki, mint egy fegyvert, amikor kirúgták. Ebben a tekintetben, a felszabaduló energia megoszlik a gamma-kvantum és a sejtmagban. Ezért a foton energia kisebb, mint a különbség nagysága a kinetikus energia az atommag, amely nem esett ki:
Egyértelmű, hogy az energia a gammasugárzás kevesebb, mint a szükséges energiát a fordítás azonos atommag egy normális állapot, hogy egy izgatott:
Német fizikus R. Mössbauer 1958 kimutatta, hogy bizonyos kristályok, akkor létrehozhat egy olyan környezetben, amelyben a visszahatás lendület a kibocsátási gamma kvantum állítólag nem egy különálló mag és az egész kristály egészére. A változás a kinetikus energia a kristály, mert a nagy tömegű (mint a mag tömegére vonatkoztatva) közel nulla, és az energia a kibocsátott gamma-szinte megegyezik a különbség a pontosság Átadásával egy fénysugár a gamma-sugarak a mintán keresztül tartalmazó atommagok a az izotóp figyelhető rezonáns felszívódását.
A figyelemre méltó vonása a Mössbauer hatás rendkívül kis szélessége a spektrális abszorpciós vonalát m. E. Keskeny rezonancia abszorpciós csúcs. Például, ha a vas-izotópot megbomlik, amikor változik a rezonancia frekvenciája a gamma ray komponens nagyságának a frekvencia
Ez azt jelenti, hogy lehet regisztrálni a változás energiáját gammasugárzás, amelynek összege a kezdeti érték!
A Mössbauer hatás végezhetnek az egyik legkényesebb kísérletek a modern fizika - az észlelési gravitációs vöröseltolódás a spektrális
vonalak. A létezése gravitációs vöröseltolódás jósolt az általános relativitáselmélet. Adunk itt egy egyszerűsített magyarázata ez a hatás alkalmazásán alapuló viszonyának tömeg és az energia.
Gamma foton energia tömege:
Ha mozog a Föld gravitációs tere H magasságig a munkát végzik, amelynek során a foton energiája csökken nagyságrendileg:
Csökkenő ez az energia megfelel a gyakoriságának csökkentésére:
Ezért a meghatározott relatív változása a kvantum frekvencia:
A magasság kapjuk:
Így, amikor függőlegesen felfelé mozgó, hogy a magassága a foton gyakorisága csökken annak bármely kezdeti érték. És így egy kis változás a frekvencia mégis sikerült kísérletileg kimutatni 1960 használatával rezonáns abszorpció gamma-sugarak a magok vas izotóp