| 8695912 9216 5224 943 1ргией ~ 108 эв (такие протоны можно получить только в совр. ускорителях).
На основе Ч.- В. и. разработаны экспериментальные методы, к-рые широко применяются в ядерной физике как для регистрации частиц, так и для изучения их природы (см. Черепковский счётчик). Измерение 0 в среде (радиаторе) с известным n или определение порога излучения позволяют получать из уравнения (2) или условия (1) скорость частицы. Установив скорость частицы и определив её энергию по отклонению в магнитном поле, можно рассчитать массу частицы (это было, напр., использовано при открытии антипротона). Для ультрарелятивистских частиц условие (1) начинает выполняться уже в сжатых газах (газовые черенковские счётчики). Ч.- В. и., возникающее в атмосфере Земли, служит для изучения космич. лучей.
Ч.- В. и. может наблюдаться в чистом виде только в идеальных случаях, когда частица движется с постоянной скоростью в радиаторе неограниченной длины. При пересечении частицей поверхности радиатора возникает т. н. переходное излучение. Оно было теоретически предсказано Гинзбургом и Франком (1946) и впоследствии исследовано экспериментально. Сущность его состоит в том, что электромагнитное поле частицы в вакууме и в среде различны. Любое изменение поля частицы всегда приводит к излучению света. При тормозном излучении, напр., оно вызывается изменением скорости частицы, а в случае переходного излучения тем, что меняются электромагнитные свойства среды вдоль траектории частицы. В тонком радиаторе, удовлетворяющем условию (1), переходное излучение в известной мере неотделимо от Ч.- В. и. В непрозрачных для света веществах возникающее на их границе переходное излучение играет доминирующую роль, т. к. интенсивность Ч.- В. и. снижена его поглощением. Переходное излучение возникает и тогда, когда не выполнено условие (1) (напр., при малых скоростях частицы или, напротив, при излучении ультрарелятивистской частицы в области частот рентгеновского спектра, где n< 1 и, следовательно, всегда Bn<1). Интенсивность переходного излучения мала и обычно недостаточна для регистрации отдельной частицы. Для эффективной его регистрации может быть использовано суммирование излучения частицы при последовательном пересечении ею нескольких границ раздела.
В 1940 Э. Ферми обобщил теорию Ч.- В. и., приняв во внимание, что реальная среда обладает способностью поглощать свет по крайней мере в нек-рых областях спектра. Полученные им результаты внесли существенные уточнения в теорию т. н. ионизационных потерь заряженными частицами (эффект поляризации среды).
Ч.- В. и. является примером оптики "сверхсветовых" скоростей и имеет принципиальное значения. Ч.- В. и. экспериментально и теоретически изучено не только в оптически изотропных средах, но и в кристаллах (оптически анизотропные среды), теоретически рассмотрено излучение электрических и магнитных диполей и мультиполей. Ожидаемые свойства излучения движущегося магнитного заряда были использованы для поисков магнитного монополя. Рассмотрено излучение частицы в канале внутри среды (напр., излучение пучка частиц внутри волновода). При Ч.- В. и. новые особенности приобретает Доплера эффект. в среде: появляются т. н. аномальный и сложный эффекты Доплера. Можно полагать, что всякая система частиц, способная взаимодействовать с электромагнитным полем, будет излучать свет за счёт своей кинетической энергии, если её скорость превышает фазовую скорость света.
Теоретические представления, лежащие в основе Ч.- В. и., тесно связаны с др. явлениями, имеющими значение в совр. физике (волны Маха в акустике, вопросы устойчивости движения частиц в плазме и генерации в ней волн, нек-рые проблемы теории ускорителей частиц, а также генерация и усиление электромагнитных волн).
Лит.: Черенков П. А., Видимое свечение чистых жидкостей под действиемpaдиации, "Докл. АН СССР", 1934, т. 2, № 8; Вавилове. И., О возможных причинах синего y-свечення жидкостей, там же; T а м м И. E., , Когерентное излучение быстрого электрона в среде, там же, 1937, т. 14, № 3; Черенков П. А., Та мм И. E., ФранкИ. M., Нобелевские лекции, M., i960; Д же л ли Д ж., Черенковское излучение и его применения, пер. с англ., M., 1960; Зрелое В. П., Излучение Вавилова - Черенкова и его применение в физике высоких энергий, ч. 1-2, M., 1968. И. M. Франк.
ЧЕРЕНКОВАНИЕ, способ размножения растений отделяемыми от них частями (черенками). Применяется в плодоводстве, декоративном садоводстве, лесоводстве, при выращивании нек-рых технич., лекарственных и др. растений. Чаще всего практикуется размножение черенками корневыми и стеблевыми (одревесневшими без листьев и зелёными с листьями). Корневыми черенками размножают малину, ежевику, молодые сеянцы яблони, серебристый тополь и др. Стеблевыми одревесневшими черенками размножают смородину, виноград, айву, инжир и др. Зелёные черенки с 2-3 листьями применяют для размножения смородины, сливы, вишни, винограда, нек-рых сортов крыжовника и др. Листовыми черенками размножают бегонию, фиалку и др. См. Вегетативное размножение.
ЧЕРЕНКОВСКИЙ СЧЁТЧИК, прибор для регистрации заряженных частиц и y-квантов, в к-ром используется Черенкова-Вавилова излучение. Если заряженная частица движется в среде со скоростью v, превышающей фазовую скорость света для данной среды (с/n, n - показатель преломления среды, с - скорость света в вакууме), то частица испускает черенковское излучение. Последнее происходит в определённом направлении, причём угол в между направлением излучения и траекторией частицы связан с v и n соотношением:
cos Q = с/vn = 1/Bn (B = v/c). (1)
Интенсивность N черенковского излучения на 1 см пути в интервале длин волн от A1 до A2выражается соотношением:
[2904-2.jpg]
Здесь Z - заряд частицы (в единицах заряда электрона).
В отличие от сцинтилляционного счётчика, где регистрируются частицы с любой скоростью, а излучение изотропно и запаздывает во времени, в Ч. с. свет излучается только частицами, скорости к-рых v >= с/n (B >=1/n) причём излучение происходит одновременно с их прохождением и под углом Q к траектории частицы. С ростом скорости частицы (надпороговой) растут угол в и интенсивность излучения. Для предельных скоростей, близких к скорости света [(1 - B) << 1], угол в достигает предельного значения: Vмакс = аrссоs(1/n). (3) Количество света, излучаемое в Ч. с., как правило, составляет неск. % от светового сигнала сцинтилляционного счётчика. Основные элементы Ч. с.: радиатор (вещество, в к-ром v > с/п), оптич. система, фокусирующая свет, и один или неск. фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), преобразующих световой сигнал в электрический (см. рис.). Радиаторы изготавливают из твёрдых, жидких и газообразных веществ. Они должны быть прозрачны к черепковскому излучению и иметь низкий уровень сцинтилляций, создающих фоновые сигналы. Стандартные материалы радиаторов: органическое стекло (п =1,5), свинцовое стекло (и = 1,5), вода (п = 1,33).
Схема газового порогового черепковского счётчика на 70Гэв ускорителя Института физики высоких энергий (СССР). Черепковский свет собирается на катод ФЭУ с помощью оптической системы, состоящей из плоского зеркала и кварцевой линзы.
Ч. с. получили широкое применение в экспериментах на ускорителях заряженных частиц, т. к. они позволяют выделять частицы, скорость к-рых заключена в определённом интервале. С ростом энергии ускорителей и, следовательно, с ростом энергии частиц особенно широкое применение получили газовые Ч. с., обладающие способностью выделять частицы ультрарелятивистских энергий, для к-рых (1 - b)<<1· Угол излучения в в газе очень мал, мала и интенсивность излучения на единицу пути. Чтобы получить вспышку света, достаточную для регистрации, приходится увеличивать длину газовых Ч. с. до 10 л и более. В газовых Ч. с. можно плавно менять показатель преломления, изменяя давление рабочего газа.
Ч. с. существуют 3 типов: пороговые, дифференциальные и счётчики полного поглощения. Основными характеристиками первых 2 типов Ч. с. являются эффективность регистрации и разрешающая способность по скорости частиц, т. е. способность счётчика разделять две частицы, двигающиеся с близкими скоростями. Пороговый Ч. с. должен регистрировать все частицы со скоростями, большими нек-рой (пороговой), лоэтому оптич. система такого Ч. с. (комбинация линз и зеркал) должна собрать, по возможности, весь излучённый свет на катод ФЭУ. Дифференциальные Ч. с. регистрируют частицы, движущиеся в нек-ром интервале скоростей от v1 до v2. В традиционных дифференциальных Ч. с. это достигается выделением оптич. системой света, излучаемого в интервале соответствующих углов от V1 до V2. Линза или сферич. зеркало, помещённое на пути черенковского света, фокусирует свет, излучённый под углом V, в кольцо с радиусом R = fV, (4) где f - фокусное расстояние линзы или зеркала. Если в фокусе системы поместить щелевую кольцевую диафрагму, а за диафрагмой один или неск. ФЭУ, то в такой системе свет будет зарегистрирован только для частиц, излучающих свет в определённом интервале углов. В дифференциальных Ч. с. с прецизионной оптич. системой можно выделить частицы, скорость к-рых отличается всего на 10-6 от скорости |
