6. Излучение Вавилова-Черенкова.
Невелики и потери энергии на световое излучение Вавилова-Черенкова, которое возникает при движении заряженной частицы в среде со скоростью, превышающей скорость света в этой среде.
Заряженная частица, двигаясь внутри
диэлектрика с постоянной скоростью,
создаёт вдоль своего пути локальную
поляризацию его атомов. Сразу же после
прохождения частицы поляризованные
атомы возвращаются в исходное состояние
и излучают электромагнитные волны. При
определённых условиях эти волны
складываются и наблюдается излучение.
Когда скорость частицы больше фазовой
скорости света в среде, наблюдается
эффект запаздывающей поляризации среды,
в результате чего диполи ориентируются
преимущественно вдоль направления
движения частицы, и волны, испускаемые
на различных участках, оказываются в
фазе. Т.о. в отдалённых точках будет
существовать результирующее поле,
причём излучение будет наблюдаться под
углом Θотносительно траектории
частицы, при котором волны будут
когерентны и образуют плоский волновой
фронт. Диапазон относительных скоростей,
при которых наблюдается излучение
Вавилова-Черенкова
;n– показатель преломления,
).
В воде (n= 1,33) βмин.= 1/1,33 = 0,75. Для электронов β > 0,75 выполняется
при
.
Максимальный угол, под которым наблюдают излучение Вавилова-Черенкова в воде
Поскольку
,
аCosΘне может быть больше
1, излучение может возникнуть только
при наличии среды сn>
1 (т.к. β < 1).
Пороговая скорость заряженной частицы
для наблюдения эффекта Вавилова-Черенкова:
.
Эффект нашёл применение для детектирования быстрых заряженных частиц, определения их скорости и направления движения.