إشعاع تشيرنكوف: الفرق بين النسختين

تم إضافة 10 بايت ، ‏ قبل سنة واحدة
وسوم: تحرير من المحمول تعديل في تطبيق الأجهزة المحمولة تعديل بتطبيق أندرويد
وسوم: تحرير من المحمول تعديل في تطبيق الأجهزة المحمولة تعديل بتطبيق أندرويد
 
== الأصل الفيزيائي ==
عندما تصبح سرعة الكهرحركيات (اليكتروديناميكياتإليكتروديناميكيات) بسرعة الضوء في الفراغ ( ثابت عالمي )، السرعة التي ينتشر الضوء عندها في المادة قد تكون أقل بكثير من سرعة الضوء، على سبيل المثال سرعة انتشار الضوء في الماء (224,844,343) متر بالثانية فقط ثلاثة أرباعه في الهواء (299,792,458) متر بالثانية، فالمادة قد تتسارع خلف هذه السرعة على الرغم أنها ما زالت أقل من سرعة الضوء خلال التفاعلات النووية وفي مسرع الجزيئات، تأثيرات إشعاعات شيرنكوف عندما يمر جسيم مشحون كالإلكترون عبر وسط عازل ذو جزيئات قابلة للتأيين بسرعة أكبر من سرعة انتشار الضوء في نفس الوسط.
 
علاوة على ذلك، السرعة التي يجب أن يتخطاها تدعى سرعة عتبة الضوء (السرعة العتبوية) بدلا من مجموعة سرعة الضوء. السرعة العتبوية قد تتغير بتوظيف وسط دوري، وفي تلك الحالة عندما يستطيع أحدماأحدهما أن يتم إشعاعات شيرنكوف بدون جسيمات قليلة السرعة، ظاهرة معروفة بـتأثير سميث برسيل. في الأوساط المتكررة
متر بالثانية، فالمادة قد تتسارع خلف هذه السرعة على الرغم أنها مازالت أقل من سرعة الضوء خلال التفاعلات النووية وفي مسرع الجزيئات، تأثيرات اشعاعات شيرنكوف عندما يمر جسيم مشحون كالإلكترون عبر وسط عازل ذو جزيئات قابلة للتأيين بسرعة أكبر من سرعة انتشار الضوء في نفس الوسط.
 
المقدة كالكريستال الفوتوني وقد يمتلك إحداها العديد من تأثيرات شيرينكوف كاشعاعات الرجوع حيث اشعاعاتإشعاعات شيرنكوف العادية تشكل زاوية حادة مع سرعة الجسيمات.<ref name=Luo03>Chiyan Luo, Mihai Ibanescu, Steven G. Johnson,and J. D. Joannopoulos, "[http://www-math.mit.edu/~stevenj/papers/LuoIb03.pdf Cerenkov Radiation in Photonic Crystals],"''Science'' '''299''', 368–371 (2003). {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160304075336/http://www-math.mit.edu/~stevenj/papers/LuoIb03.pdf |date=04 مارس 2016}}</ref>
علاوة على ذلك، السرعة التي يجب أن يتخطاها تدعى سرعة عتبة الضوء (السرعة العتبوية) بدلا من مجموعة سرعة الضوء. السرعة العتبوية قد تتغير بتوظيف وسط دوري، وفي تلك الحالة عندما يستطيع أحدما أن يتم إشعاعات شيرنكوف بدون جسيمات قليلة السرعة، ظاهرة معروفة بـتأثير سميث برسيل. في الأوساط المتكررة
 
عندما تسير الجسيمات المشحونة وتثير الحقل الكهرمغناطيسي المحلي في وسطها. و ستفصلوستفصل الإلكترونات عن ذراتها، وتصبح الذرات مستقطبة بجسيمات الحقل الكهرمغناطيسي المشحونة. تنبعث الفوتونات كعازل للإلكترونات لتستعيد نفسها للتوازن بعد انتهاء الإثارة. تحت الشروط الطبيعية هذه الفوتونات تضارب بشكل تدميري مع بعضها ولم يلاحظ وجود أي إشعاعات على أية حال عندما تسير الإثارة الأسرع من سرعة الضوء فهي تنتشر في الوسط، وتتعارض الفوتونات بشكل تدميري مكثفة الإشعاعات المنبعثة.
المقدة كالكريستال الفوتوني وقد يمتلك إحداها العديد من تأثيرات شيرينكوف كاشعاعات الرجوع حيث اشعاعات شيرنكوف العادية تشكل زاوية حادة مع سرعة الجسيمات.<ref name=Luo03>Chiyan Luo, Mihai Ibanescu, Steven G. Johnson,and J. D. Joannopoulos, "[http://www-math.mit.edu/~stevenj/papers/LuoIb03.pdf Cerenkov Radiation in Photonic Crystals],"''Science'' '''299''', 368–371 (2003). {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160304075336/http://www-math.mit.edu/~stevenj/papers/LuoIb03.pdf |date=04 مارس 2016}}</ref>
[[ملف:cherenkov.svg|تصغير|250 بك|هندسة إشعاع شيرينكوف (موضحة للحالة المثالية لعدم التشتت)]]
التناظر الأشهر هي السونيك بوم للطيران السوبرسوني أو الرصاصة، موجات الصوت المنتجة بالجسم السوبرسوني الذي ينتشر بسرعة الصوت نفسها. تماما كالأمواج التي تسير بأقل من سرعة الجسم ولا ينتشر منه، وبدلا من تشكيل صدمة أمامية بنفس الطربقة الجيسم المشح قد ينتج موجة صدمة فوتونية عندما تسير في الوسط العازل.
 
كما في الصورة الموضحة، يسير الجسيم (السهم الأحمر) في وسط بسرعة <math>v_p</math>حيث <math>c/n < v_p < c</math> حيث أنا <math>c</math> سرعة الضوء في الخلاء. و <math>n</math> هو مؤشر كسر الأشعة للوسط، حيث أن مؤشر كسر الأشعة في الماء يساوي 1.33 في درجة الحرارة 20°.
عندما تسير الجسيمات المشحونة وتثير الحقل الكهرمغناطيسي المحلي في وسطها. و ستفصل الإلكترونات عن ذراتها، وتصبح الذرات مستقطبة بجسيمات الحقل الكهرمغناطيسي المشحونة. تنبعث الفوتونات كعازل للإلكترونات لتستعيد نفسها للتوازن بعد انتهاء الإثارة. تحت الشروط الطبيعية هذه الفوتونات تضارب بشكل تدميري مع
كما نعرف النسبة بين سرعة الجسيم وسرعة الضوء بـ <math>\beta=v_p/c</math>. موجات الضوء المنبعثة ( الأسهم الزرقاء ) تسير بسرعة <math>v_{em}=c/n</math>.
 
الزاوية اليسارية للمثلث تمثل مكان الجسيم الفوق ضوئي في اللحظة البدائية (t=0). و الزاويةوالزاوية اليمينية للمثلث هي مكان الجسيم في وقت آخر t، في الوقت المعلوم t الجسيم يسير مسافة :
بعضها ولم يلاحظ وجود أي اشعاعات على أية حال عندما تسير الإثارة الأسرع من سرعة الضوء فهي تنتشر في الوسط، وتتعارض الفوتونات بشكل تدميري مكثفة الإشعاعات المنبعثة.
[[ملف:cherenkov.svg|تصغير|250 px|The geometry of the Cherenkov radiation (shown for the ideal case of no dispersion)]]
التناظر الأشهر هي السونيك بوم للطيران السوبرسوني أو الرصاصة، موجات الصوت المنتجة بالجسم السوبرسوني الذي ينتشر بسرعة الصوت نفسها. تماما كالأمواج التي تسير بأقل من سرعة الجسم ولا ينتشر منه، وبدلا من تشكيل صدمة أمامية بنفس الطربقة الجيسم المشح قد ينتج موجة صدمة فوتونية عندما تسير في الوسط
 
العازل.
 
كما في الصورة الموضحة، يسير الجسيم (السهم الأحمر) في وسط بسرعة <math>v_p</math>حيث <math>c/n < v_p < c</math> حيث أنا <math>c</math> سرعة الضوء في الخلاء. و <math>n</math> هو مؤشر كسر الأشعة للوسط، حيث
 
أن مؤشر كسر الأشعة في الماء يساوي 1.33 في درجة الحرارة 20c.
كما نعرف النسبة بين سرعة الجسيم وسرعة الضوء بـ <math>\beta=v_p/c</math>. موجات الضوء المنبعثة ( الأسهم الزرقاء ) تسير بسرعة <math>v_{em}=c/n</math>.
الزاوية اليسارية للمثلث تمثل مكان الجسيم الفوق ضوئي في اللحظة البدائية (t=0). و الزاوية اليمينية للمثلث هي مكان الجسيم في وقت آخر t، في الوقت المعلوم t الجسيم يسير مسافة :
 
:<math>x_p=v_pt=\beta\,ct</math>
 
حيث الموجات الكهرطيسية المنبعثة تحاصر لتسير المسافة :
 
:<math>x_{em}=v_{em}t=\frac{c}{n}t.</math>
 
إذن :
:<math>\cos\theta=\frac1{n\beta}.</math>
 
لاحظ أن هذه النسبة هي وقت حر من الوقت، قد يأخذ أحدها أوقات بشكل تعسفي وتنتج مثلثات متشابهة. الزاوية تبقى نفسها أي أن الموجات اللاحقة المنتجة بين وقت البداية ووقت النهاية ستشكل مثلثات متشابهة مع نقاط نهائية مشابهة للصورة المعروضة.
=== تأثير عكس شيرينكوف ===
تأثير عكس شيرينكوف قد يختبر باستعمال مواد مسماة "مواد المؤشر العكسي" ، المواد ذات طول الموجات المتوسطة والبناء الصغير التي تعطي تلك المواد امتلاكية متوسطة ممتازة مختلفة جدا عن موادها المقومة. أي أنه عندما يمر جسيم مشحون عبر وسط ما بسرعة تفوق سرعة الضوء في نفس الوسط لإغن ذلك الجسيم سيشع
 
من مخروط خلف نفسه بدلا من أمامه، قد يستطيع أحدها أيضا امتلاك اشعاع شيرينكوف في وسائط متكررة لامادية ( حيث أن البناء المتكرر هو بنفس حجم طول الموجة لذا لا يمكن أن يعامل كمادة مماثلة ) <ref name=Luo03/>
 
== المميزات ==