אפקט מסבאואר – הבדלי גרסאות

תוכן שנמחק תוכן שנוסף
Yonidebot (שיחה | תרומות)
מ בוט החלפות: אירוע;
←‏תאור התופעה: דרוש הסבר למילה
שורה 6:
==תאור התופעה==
[[קובץ:Mossbauer 51Fe.png|ממוזער|שמאל|250px]]
באופן כללי, קרינת גמא נוצרת בתהליכים שמתרחשים בגרעין האטום, כתוצאה ממעבר ממצב לא יציב בעל אנרגיה גבוהה למצב יציב עם אנרגיה נמוכה יותר. האנרגיה של ה[[פוטון]] שנפלט בתהליך מתאימה להפרש בין שתי הרמות, פחות כמות האנרגיה שהולכת לאיבוד ברתע לאטום הפולט. אם אנרגיית הרתע "האבודה" קטנה יחסית לרוחב [[קו ספקטרלי|הקו הספקטרלי]] של התהליך, אזי הפוטון עדיין יכול להיבלע על ידי [[אטום]] שני, מאותו סוג של הראשון. תהליך זה של פליטה ובליעה מכונה [[תהודה]]. אנרגיית רתע נוספת הולכת לאיבוד בבליעה, ולכן על מנת שתתרחש תהודה, אנרגיית הרתע צריכה להיות קטנה ממחצית רוחב הקו עבור המעבר האנרגטי הרלוונטי.
 
באופן כללי, קרינת גמא נוצרת בתהליכים שמתרחשים בגרעין האטום, כתוצאה ממעבר ממצב לא יציב בעל אנרגיה גבוהה למצב יציב עם אנרגיה נמוכה יותר. האנרגיה של ה[[פוטון]] שנפלט בתהליך מתאימה להפרש בין שתי הרמות, פחות כמות האנרגיה שהולכת לאיבוד ברתע לאטום הפולט. אם אנרגיית הרתע "האבודה" קטנה יחסית לרוחב [[קו ספקטרלי|הקו הספקטרלי]] של התהליך, אזי הפוטון עדיין יכול להיבלע על ידי [[אטום]] שני, מאותו סוג של הראשון. תהליך זה של פליטה ובליעה מכונה [[תהודה]]. אנרגיית רתע נוספת הולכת לאיבוד בבליעה, ולכן על מנת שתתרחש תהודה, אנרגיית הרתע צריכה להיות קטנה ממחצית רוחב הקו עבור המעבר האנרגטי הרלוונטי.
 
ניתן למצוא את כמות האנרגיה בגוף הנרתע משימור תנע: <math>|P_R|^2 = |P_\gamma|^2 \,</math>, כאשר P<sub>R</sub> הוא הרתע של האטום הפולט (הנרתע), ואילו P<sub>γ</sub> הוא התנע של הפוטון הנפלט. הצבת גודל זה במשוואת האנרגיה תיתן : <math> E_R = \frac{P_R^2}{2M} =\frac{E_\gamma^2}{2Mc^2}</math>, כאשר השתמשנו בקשר <math> E_\gamma=P_{\gamma}c </math> עבור הפוטון.
שורה 15 ⟵ 14:
במוצק, הגרעינים קשורים במבנה של סריג ולכן תהליך הרתיעה שונה: הסריג כולו נרתע, אך מכיוון שהמסה שלו גדולה מאוד יחסית לאטום, אנרגיית הרתע היא זניחה. עם זאת, אנרגיה של תהליך דעיכה יכולה לקבל תוספת או להיגרע באמצעות תנודות בסריג, שמתוארות באמצעות [[פונון|פונונים]]. אפקט מוסבאואר מתרחש מכיוון שקיימת הסתברות סופית שדעיכה תתרחש ללא מעורבות פונונים. לכן, עבור חלק מהאירועים האנרגטיים (שנתון על ידי [[פקטור למב-מוסבאואר]]), הסריג כולו מתפקד כגוף הנרתע ואירועים אלה הם בפועל חסרי רתע. במקרים אלה, מכיוון שאנרגיית הרתע היא זניחה, קרינת הגמא הנפלטת היא בעלת אנרגיה מתאימה לבליעה חוזרת על ידי אטום אחר ותהודה יכולה להתרחש.
 
מאפיין נוסף של התהליך הוא שכתלות{{כלומר?}} בזמן [[מחצית חיים]] של הדעיכה, קרינת גמא מאופיינת ברוחבי קו קטנים. משמעות הדבר היא שהיא מאוד רגישה לשינויים קטנים במעברים אנרגטיים בגרעין. למעשה, קרינת גמא יכולה לשמש ככלי לבחון את האינטרקציות בין הגרעין והאלקטרונים שלו ושל שכניו. זהו הבסיס ל[[ספקטרוסקופיית מוסבאואר]], אשר משלבת את אפקט מוסבאואר יחד עם [[אפקט דופלר]] כדי לחקור אינטרקציות אלה.
 
מעברים אופטיים ללא פונונים הוא תהליך אנלוגי לאפקט מוסבאואר, שניתן לצפות בו ב[[כרומופור]]ים בסריג בטמפרטורות נמוכות.