Черенковские счетчики

Согласно теории относительности скорость электрона не может превосходить скорость света в вакууме. При движении электрона в среде с показателем преломления «n» его скорость может оказаться больше фазовой скорости света в данной среде «с/n», т.е. с/n<V<c. В этом случае наблюдается электромагнитное излучение, которое называется свечением Вавилова-Черенкова.

Особенность этого излучения состоит в том, что оно распространяется вдоль конической поверхности вперед по направлению движения частицы.

Это излучение можно сравнить с образованием носовой волны от корабля. В этом случае скорость корабля больше, чем скорость волн на поверхности воды. То же мы имеем и при свечении Вавилова-Черенкова.

Заряженая частица движется вдоль осевой линии и создает по пути электромагнитное поле.

Это поле создает в среде электромагнитное возмущение, вследствие чего, каждая точка оси становится источником сферических волн. Имеется один-единственный угол, при котором эти сферические волны совпадут по фазе и образуют единый фронт.

Величина этого угла равна

,

где c – скорость света в вакууме;

V - скорость света в среде;

n - показатель преломления среды.

Приборы, использующие свечение Вавилова-Черенкова для регистрации заряженных частиц, называются черенковскими счетчиками. Схема такого счетчика изображена на рисунке.

Заряженные частицы проникают вдоль оси в блок из органического стекла, где возникает свечение Вавилова-Черенкова. Это излучение фокусируется линзой и, после прохождения через диафрагму, попадает на фотоумножитель и далее регистрируется так же, как в сцинтилляционных счетчиках.

У счетчиков Черенкова имеется множество преимуществ. К ним относятся:

× высокая скорость счета;

× возможность определения зарядов частиц, движущихся со скоростью близкой к скорости света.

Только при помощи счетчиков Черенкова могут решаться такие важные задачи, как прямое определение скорости заряженной частицы, определение направления, в котором движется сверхбыстрая частица и т.д.

Дата добавления: 2014-01-06