Импульс отдачи

MOB в кристаллической решетке и изменением колебательных состояний решетки при излучении и поглощении Y-квантов, и узкой резонансной линии естественной ширины при условии восприятия импульса отдачи всей решетки в целом, — что видно из рис. 5.16. Увеличение температуры приводит к большему перекрыванию широкой компоненты, но и к резкому уменьшению резонанса узкой компоненты, так что резонансное поглощение уменьшается. [c.113]

Итак, при достаточно низких температурах спектры излучения и поглощения гамма-квантов ядрами, входящими в состав кристаллических решеток, состоят из двух компонент тривиальной широкой компоненты, обусловленной тепловым движением атомов в кристаллической решетке и изменением колебательных состояний решетки при излучении или поглощении гамма-квантов, и узкой резонансной линии естественной ширины, обусловленной восприятием импульса отдачи всей решеткой как целым, т. е. практическим отсутствием потерь энергии на отдачу. Вид обоих компонент спектра излучения и поглощения для 129 кэв -у-перехода в 1г при 88° К представлен схематически на рис. 6. Увеличение температуры сопровождается некоторым усилением перекрытия широких компонент спектра, которое, однако, с избытком компенсируется резким уменьшением вклада несмещенных линий, в результате чего резонансное поглощение при этом не усиливается, а, напротив, ослабевает. [c.20]

Если предположить, что энергия ядерной реакции реализуется в одном фотоне Еу = Лу, то легко рассчитать импульс отдачи [c.342]

N1 — населенность г энергетического состояния п — показатель преломления вещества р — импульс отдачи [c.169]

Прежде чем перейти к рассмотрению остальных свойств квантовомеханического атома, остановимся на принципе неопределенности, поскольку сущность этого принципа многие представляют себе не совсем четко. Примерно в то же время, когда Шредингер наносил последние штрихи на волновую картину атома, немецкий ученый Гейзенберг обнаружил, что существует предел возможности познания атома. Он понял, что свет изменяет рассматриваемый объект. Это является одним из следствий корпускулярной природы света. Если представить себе фотон в виде пули, импульс которой соответствует частоте света, очевидно, что при рикошете такой фотонной пули от объекта самому объекту передается некоторый импульс отдачи — это тот же перенос импульса, благодаря которому происходит изменение частоты фотона, как показано на рис. 1.2. [c.34]

В результате распада [22, 24,25] промежуточного ядра при ядерных реакциях или при превращении одного радиоактивного элемента в другой испускается либо частица (нейтрон, протон, дейтрон и др.), либо фотон. Ядро, выбрасывающее частицу или фотон, получает импульс отдачи, эквивалентный энергии вылетающей частицы [c.11]

Происхождение спектров фотоэлектронов может быть представлено в рамках модели свободных электронов для упорядоченного твердого тела. Электрон в валентной зоне бесконечного твердого тела и в некотором приближении в поверхности с достаточным числом слоев представляется в виде плоской волны, которую ввел Блох, с импульсом к и энергией Е = к / 2т), где т — масса электрона. Изменение импульса при рассеянии на величину вектора обратной решетки С не приводит к каким-либо изменениям, что означает, что при фотоэмиссии электрона законы сохранения энергии и импульса выполняются для твердого тела как целого, принимая импульс отдачи, равный С. Это дает возможность рассмотреть схему приведенных зон, в которой переход между зонами не сопровождается изменением величины к и является вертикальным по энергии. На рис. 2.28 приведена демонстрация этого рассуждения в виде межзонного перехода, инициированного поглощением фотона для расширенной и приведенной зон. [c.74]

Повышение сопротивления стали 45 общей коррозии и СР после воздействия МИП с плотностью тока 120 А/см объясняется следующими физическими процессами. Малая длительность модифицированного сильноточного ускорителя определяет характер физических процессов, происходящих при взаимодействии МИП со сталью. Диапазон этих процессов включает в себя плавление, испарение, сублимацию материала изделия, образование поверхностной плазмы, ее газодинамический разлет и, как следствие, передачу мишени импульса отдачи, возбуждение в ней интенсивных зон сжатия — разряжение ударных и акустических. Термическая [c.335]

Одним из принятых способов повышения сопротивления материалов СР является создание в поверхностных слоях металла сжимающих напряжений. В процессе ионной имплантации газодинамический разлет определенного количества металла в виде плазмы приводит к возникновению импульсов отдачи, которые формируют в стали интенсивную волну сжатия [218]. Так, при плотностях тока 30...120 А/см импульс давления лежит в диапазоне 10 ... 10 бар, причем максимальный импульс давления соответствует плотности тока пучка = 120 А/см . В последнем случае следует ожидать большие величины сжимаю.щих напряжений в поверхностных слоях стали 45, которые способствуют некоторой компенсации растягивающих напряжений, приложенных к конструкции в процессе испытаний или эксплуатации, и повышение сопротивления СР. Наряду с этим наблюдается повышение микротвердости поверхностных слоев металла (рис. 146). При плотностях тока ] > 120 А/см происходит не только плавление поверхностного слоя металла, но и его испарение за один импульс уносится не менее 70...100 А поверхности металла. В процессе такой обработки происходит удаление окисной пленки с поверхности металла и уменьшение микронеровностей (шероховатости) поверхности. [c.336]

Эффект Мёссбауэра возникает при условии, что ядерные переходы совершаются без отдачи, т. е. импульс отдачи должен целико м передаваться твердому телу, не возбуждая в нем фононов. Вероятность перехода без отдачи пропорциональна ехр[—где х ) — среднеквадратичное смещение ядра в направлении у-лучей и Я — приведенная длина волны у-лучей (Яо/2я). Вероятность перехода без отдачи увеличивается с уменьшением энергии Учей (последняя должна быть меньше примерно 150 кэВ), с увеличением энергии связи атомов в решетке, с ростом массы атома и с уменьшением температуры (так как возбуждение фононов менее вероятно при низкой температуре). [c.435]

Отметим интересную, но пока мало исследованную идею, связанную с криогенными фононными детекторами. Ядро, испытавшее отдачу после рассеяния на нём частицы, порождает сначала неравновесный поток фононов, которые после многократного рассеяния термализуются и формируют всплеск температуры всего кристалла. При сверхнизких температурах в монокристаллах высокого качества первичные фононные потоки могут, сохраняя информацию об импульсе отдачи ядра, проходить макроскопические расстояния (такие фононы называют баллистическими ), В этом случае на границах кристалла можно регистрировать первичные потоки фононов, несущие информацию об импульсе отдачи ядра [71]. Миллиметровые и большие длины пробега баллистических фононов возможны только в кристаллографически совершенных, сверхчистых и моноизотопных или изотопно высокообогащенных монокристаллах. [c.43]

Упрощённо эффект Мёссбауэра можно представить себе как взаимодействие ядра с гамма-квантом, при котором отдачу ядра воспринимает весь кристалл как целое. Более точно, но тоже не вполне строго это утверждение можно сформулировать следующим образом отдачу воспринимает прилегающая к излучающему или поглощающему гамма-квант ядру область кристалла, размер которой можно оценить, умножив скорость звука в кристалле на время жизни возбуждённого состояния ядра [7]. Очевидно, что потеря энергии при таких условиях пренебрежимо мала, поскольку масса вещества, получающего импульс отдачи, на много порядков больше массы ядра. Заметим, что к моменту открытия Мёссбауэра уже было известно аналогичное явление — брэгговское рассеяние рентгеновских лучей. [c.97]

Ядерная спектроскопия (7-резонансная С., ГРС, мес-сбауэровская С.) основана на резонансном поглощении у-квантов атомными ядрами, происходящем без потери энергии на отдачу (эффект Мессбауэра). Такое поглощение возможно для ядер, входящих в состав твердых тел, когда импульс отдачи передается решетке и излучающее (поглощающее) ядро не изменяет своего положения в пространстве. В у-спектрах наблюдается линия с частотой, в точности соответствующей энергии 7-перехода, причем ее ширина совпадает с естественной шириной Г соответствующего ядерного уровня. Значения Г для ядерных уровней атома мало отличаются от значений для электронных уровней, однако острота резонанса, характеризуемая отношением Г к разности энергий Д ,у -того и /-того уровней, между к-рыми происходит переход, на четыре порядка меньше. Поэтому у-спектры чрезвычайно чувствительны к малейшим изменениям энергии испускаемых или поглощаемых квантов. Это приводит к тому, что метод ГРС может определять факторы, даже очень слабо влияющие на энергетич. состояние атома, напр, различие в строении внешних электронных оболочек ядер-излу-чателей и ядер-поглотителей (химич. сдвиг) или квад-рупольные расщепления линий для ядер, обладающих собственным квадрупольный моментом. [c.234]

Резонансные переходы в ядрах характеризуются чрезвычайно высокой чувствительностью к малейшим отклонениям от резонансной энергии. Поэтому происходящая — в силу закона сохранения импульса — передача части энергии гамма-кванта на отдачу ядра (подобная затрате части энергии всякого выстрела на отдачу ствола) разрушает резонансные условия. Однако в тех случаях, когда излучающее или поглощающее гамма-квант ядро закреплено в кристаллической решетке, возникает возможность восприятия импульса отдачи уже не отдельным ядром, но всей решеткой, как целым. При этом энергия отдачи — обратно пропорциональная массе излучателя или поглотителя — оказывается несравненно меньше и уже не препятствует осуществлению резонансных условий. В результате становится возможным наблюдение резонансной ядерной гамма-флуоресценции и в таких условиях, когда она необычайно чувстви- [c.6]

В результате поглощения ядром какой-нибудь частицы или фотонов из соединения вследствие импульса отдачи освобождается атом. Такое явление наблюдается в том случае, если в молекулу входят радиоактивные атомы. Поскольку возникающие таким образом атомы обладают большой кинетической энергией и энергией возбуждения, они очень реакционноспособны. Эти атомы при столкновениях вызывают ионизацию других атомов, диссоциацию молекул с образованием свободных радикалов и атомов и, когда их энергия в результате столкновений становится меньше энергии диссоциации молекул, сами вступают в химические реакции. Впервые такие атомы, возникающие в результате захвата ядром нейтронов, в 1934 г. наблюдали Сцил-лард и Чалмерс. Они предложили процесс диссоциации молекул под влиянием подобных атомов использовать для отделения получающегося радиоактивного изотопа от исходного. Этот метод оказался применимым к целому ряду элементов, [c.341]

Имея в виду, что импульс отдачи р = кУо1с, легко получить для энергии отдачи, приобретаемой ядром [c.86]

Из расчетов следует, что для оптической области частот АУотд/уо г 10 , тогда как для области уизлучения ДуотдМ — 10 — 10 . По этой причине в первом случае при узких уровнях значения Упогл и Уцзл практически совпадают, а во втором — заметно различаются, что иллюстрируется рис. 2.29, из которого непосредственно вытекает невозможность наблюдения резонансного у-поглощения при обычных условиях из-за малого перекрытия спектров поглощения и излучения. Этой трудности, однако, можно избежать, если импульс отдачи сообщать не отдельному [c.86]

Более сложно протекает эманировапие твердых тел. Здесь действуют два механизма. С одной стороны, выходу атома радона за пределы поверхности тела способствует импульс отдачи, возникающий при распаде радия и вылете а-частицы. Энергия отдачи очень велика если б вся она обратилась в тепло, то непосредственно после своего возникновения атом радона нагрелся бы приблизительно до миллиарда градусов С другой стороны, имеют значение общие для всех газов процессы диффузии и адсорбции, также определяющие скорость ухода радона в окружающее пространство. [c.188]

Поэтому резонансное поглощение на линиях естественной ширины должно было бы практически полностью отсутствовать. Ликвидация отдачи, а следовательно, и возможность наблюдения ядерной гамма-резонансной флуоресценции связаны с взаимодействием ядер в твердых телах. Спектр колебаний атомов в твердом теле (фононный спектр) можно при этом описать на основе картины набора осцилляторов в потенциальных ямах с характеристическими частотами, кратными некоторой частоте (Оа. Переход осциллятора с более высоких уровней на более низкие сопровождается поглощением фононов, т. е. исчезновением их из колебательного спектра кристалла. Противоположный процесс связан с возбуждением (испусканием) фононов, т. е. с появлением их в колебательном спектре. Число фононов данного сорта определяется как строением кристалла, так и его температурой. При предельно низких температурах (Т = 0) в решетке твердого тела происходят лишь нулевые колебания со спектром характеристических частот, который зависит от строения кристалла и может быть охарактеризован некоторой средней энергией колебаний йшср [14]. Пока энергия отдачи ядра при излучении или поглощении гамма-квантов меньше энергии связей атомов в кристаллах (исчисляющейся электронвольтами), разрыва этих связей не происходит. В этом случае все возбуждения, связанные с импульсом отдачи, который неизбежно приобретается ядром при излучении или поглощении гамма-кванта, становятся коллективными. Все осцилляторы остаются в своих потенциальных ямах. Они могут лишь переходить при этом с одного энергетического уровня на другой. Поэтому передачи импульса отдельным осцилляторам не происходит импульс отдачи воспринимается всей решеткой как целым. Однако часть энергии ядерного перехода может передаваться осцилляторам, т. е. расходоваться на возбуждение фононов . Таким образом, разрывается характерная для гамма-перехода в свободном ядре однозначная связь энергии и импульса отдачи. Лишь в том частном случае, когда возбуждения фононов не происходит, т. е. все осцилляторы остаются на тех же энергетических уровнях, подобная однозначная связь восстанавливается — и энергия и импульс делятся теперь между гамма-квантом и кристаллом как целым. Импульс отдачи свободного ядра mv практически равен импульсу отдачи кристалла MV М — масса всего кристалла), но это значит, что энергия отдачи кристалла MV I2 в М1т раз меньше энергии отдачи одиночного свободного ядра, т. е. энергия отдачи 7 криот становится ничтожно малой, гораздо меньше естественной ширины линии Г. В спектрах излучения и поглощения появляются линии, не смещенные по энергии благодаря отсутствию отдачи. Именно эти линии оказываются к тому же неуширен-ными вследствие когерентности электромагнитных волн и интерференционных явлений при 7 = 0. Или иначе для кристалла как целого выполняются и столь жесткие условия, как /Икрист <С г (ШТ) (или / крист < г (Г/е), где е — энергия нулевых колебаний, а поэтому всегда D = < Г). [c.22]

Объяснение этого выдающегося результата связано с силами, действующими на излучающее ядро в химической системе. Если связь достаточно сильна, как, например, в кристаллической системе, то импульс отдачи может восприниматься непосредственно всей системой в целом при этом величина М в формуле (1) стремится к бесконечности, вследствие чего энергия отдачи Е становится исчезающе малой. Другими словами, жесткость кристалла делает возможным переход без возбуждения каких-либо колебаний в нем. По существу, по той же причине может подавляться и допплеровское уширение, поскольку изменение энергии квантов и здесь происходит за счет колебательной энергии кристалла. Грубой мерой использованного здесь качественного определения жесткости кристалла может служйть дебаевская температура 9, ибо она пропорциональна максимальной основной частоте колебаний в решетке, зависяш ей в свою очередь от величины сил, возвращающих атомы в равновесное состояние при их колебаниях в решетке. Пользуясь дебаевской температурой, можно записать условие перехода без отдачи в виде [c.452]

Эффект Мёссбауэра. Основной источник информации о динамической структуре белков заключается в изучении формы спектра относительного уширения спектра ЯГР и вероятности / резонансного поглош ения у-квантов без отдачи (максимум линии поглош ения, рис. Х.19). В твердом теле поглош ение без отдачи означает, что импульс отдачи принимает на себя весь кристалл в целом, обладаюш ий большой массой М. В этом случае энергия отдачи кристалла в М/т раз меньше, чем энергия отдачи одиночного ядра, т. е. пренебрежимо мала и намного меньше естественной ширины Г. Иными словами, в спектрах появляются линии, не смеш енные по энергии из-за отсутствия отдачи. Возбуждения колебаний отдельных атомов (фононов) в решетке не происходит, а импульс отдачи воспринимается всем кристаллом в целом. В этом, в суш ности, и состоит эффект Мёссбауэра. [c.291]

Пока мы рассматривали механо-химический преобразователь энергии, состоящий из одной свободно плавающей макромолекулы фермента. При сколь угодно эффективном преобразовании химической энергии в механическую такая макромолекула мало пригодна для перемещений в пространстве макрообъектов. Ее собственные перемещения в пространстве будут осуществляться лишь реактивно, посредством импульсов отдачи. Действительно, в растворе таких макромолекул, движущихся несинхронно и в случайных направлениях, будет происходить лишь некоторое перемешивание, эквивалентное возрастанию амплитуд броуни-рования (по терминологии Н. И. Кобозева [136]). Таким образом, эволюционный потенциал — возможность эволюционного соверщенствования — определяется переходом от беспорядочно движущихся макромолекул ферментов, осуществляющих механо-химические преобразования к предельно векторизованным перемещениям макроскопических многомолекулярных ансамблей таких макромолекул. [c.174]

К ядерно-физическим методам относится и ядерная гамма-резонансная спектроскопия (ЯГР), или, как ее чаще называют, мёссбауэровская. Эффект Мёссбауэра, открытый в 1958 г., заключается в резонансной флуоресценции (излучение, поглощение и рассеивание) гамма-квантов без отдачи, другими словами, без расхода части энергии на отдачу ядра, излучающего или поглощающего гамма-квант. Это воз.можно, когда ядро закреплено в кристаллической решетке, в этом случае появляется возможность восприятия импульса отдачи всей решеткой, а не отдельным ядром. Создаются условия для регистрации резонансной флуоресценции, очень чувствительной к химической природе ядер-излучателей или поглотителей гамма-квантов. [c.79]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология