Презентация на тему "Черенковское и синхротронное излучение"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Лекция 7 Условие для возникновения черенковского света Направленность излучения Интенсивность излучения Удельные потери на черенковское излучение Черенковские счетчики частиц Синхротронное излучение Характеристики синхротронного излучения Поляризация и частотный спектр «Черенковское и синхротронное излучение»

• 
  Слайд 2
  

  Условие для возникновения черенковского света Черенковский свет образуется при движении частицы со скоростью, превышающей скорость распространения света в данной среде , или что тоже самое , где n – оптический показатель преломления света. При поляризация окружающих атомов квазисферически симметрична. Такая поляризация должна вызывать сферическую электромагнитную волну – но таких волн нет в природе. Излучение не возникает. При электрическое поле вытянуто поперек движения и не обладает сферической симметрией. При деполяризации атомов может возникнуть э/м волна.

• 
  Слайд 3
  

  Фронт этой волны строится по принципу Гюйгенса. Угол θ получается из геометрического соотношения Анализ формулы дает ряд предельных кинематических характеристик: минимальное значение β получается в виде (для ) излучение направлено вдоль траектории частицы максимальный угол фронта излучения равен Направленность излучения Например, для полистирола (n=1,59) значение . Это соответствует минимальной энергии электрона

• 
  Слайд 4
  

  Интенсивность излучения Интенсивность черенковского излучения на единицу длины пути (1 см) в единичном интервале частот (Гц) Из этой формулы следует: спектр одинаков для частиц разных типов (е-, π+ , р+ …) при одинаковом по величине заряде Z; число фотонов пропорционально квадрату заряда налетающей частицы – Z2; с ростом скорости β число фотонов растет и достигает значения при - распределение спектра - равномерное, не зависит от частоты фотонов. Энергия сосредоточена в коротко-волновой (синей) части спектра.

• 
  Слайд 5
  

  Удельные потери на черенковское излучение Согласно формуле Тамма-Франка число фотонов в области видимого света N, излучаемых частицей с зарядом Z на 1 см пути, составляет около фотоны летят в конусе с раствором Потери энергии составляют малую долю от энергии налетающей частицы. Удельные ионизационные потерями в воде (1/см) Отношение потерь энергии

• 
  Слайд 6
  

  Черенковские счетчики частиц Дифференциальный способ позволяет по углу излучения узнать о скорости частицы: в соответствии с формулой Счетчик содержит разветвленную оптическую систему с коллиматорами лучей света по разным направлениям, точность Интегральный способ. В счетчике регистрируются все заряженные частицы со скоростью . Сигналы короткие . Например, в счетчике с водяным радиатором (n=1,33, =0,75)электроны регистрируются начиная с кинетической энергии а протоны - начиная с

• 
  Слайд 7
  

  Синхротронное излучение Равномерное вращение электрона по окружности в поперечном магнитном поле вызывает синхротронное (или магнитотормозное) излучение, которое обусловлено большим центростремительным ускорением действующим на частицу (см. «Теория Поля» - Ландау) Связь интенсивности излучения с напряженностями - в отсутствии электрического поля Используя зависимостьполучаем Сильная зависимость интенсивности от энергии электронов

• 
  Слайд 8
  

  Характеристики синхротронного излучения Равномерное вращение электрона по окружности создает равномерное излучение вдоль орбиты по касательной в небольшом угловом растворе углов: Например, для энергии электрона Ee=100 МэВ значение В накопителях получают узкий с высокой плотностью поток излучения на уровне 1015фотон/сек/мм2/мрад Характерная частота синхротронного излучения - циклотронная частота; - лоренц-фактор _______________________________________________________________ Для релятивистских энергий электронов частота синхротронного излучения на несколько порядков выше циклотронной частоты

• 
  Слайд 9
  

  Поляризация и частотный спектр При вращении электрона в синхротроне получается поляризованное излучение гамма-квантов. Сила Лоренца действует в плоскости орбиты, в этой же плоскости лежит вектор электрического поля . В результате получается узконаправленный и поляризованный пучок излучения. Частотный спектр излучения представляет собой колокол с максимумом излучения на длине волны С ростом энергии Еемаксимум спектра сдвигается в область меньших длин

• 
  Слайд 10

  Длина когерентности

• 
  Слайд 11

  Характеристики синхротронного источника

• 
  Слайд 12

  Пространственное разрешение методики СИ

• 
  Слайд 13

  Угловое отклонение пучка

  Схема установки по измерению рефракционного контраста. 1-падающий пучок СИ, 2-кристалл-монохроматор, 3-кристалл-анализатор 4-исследуемый объект, 5-регистрирующие устройство (детектор на основе ПЗС-матрицы). Угловое отклонение пучка на границе воздух-объект в приближении геометрической оптики равно Изображение древесного листа, полученное методом  рефракционной интроскопии.