Mossbauer нөлөө: нээлт, түүний ач холбогдолтой нөлөө

ямар Mossbauer нөлөөний талаар нийтлэл ярьж байна. Мөн ийм тэнд нь атом нь квант эрчим хүчний түвшин, атомын цөм, хатуу, хамтын quasiparticle зэрэг ойлголтуудыг тодруулна.

Математикийн хөгжилтэй

ХХ зууны эхний арван жилд гарсан физикийн дахь нээлт эрдэмтэд математикийн ноцтой мэдлэг шаардсан юм. Олон нээлт, тийм болохоор ярих, үзэг нь үзүүр дээр буцаан байна: тэд амьдрал дээр олж онолын хувьд тооцож, дараа нь байсан эхний үед.

Жишээ нь, оршин таталцлын долгион 1910 онд Эйнштейн таамаглаж, зөвхөн 2016 онд туршилтаар баталж чадсан юм. хоёр нейтрон од нэгдэх газрын физик хүн төрөлхтний шинжлэх ухааны таталцлын хэмжил эрин үе нээж барьж, тогтмол гэж чичрэх орон зай бий болгосон. Энд дурдсан нь гайхах хүндийн: тухайлбал, ийм судалгаа Mossbauer нөлөө үнэ цэнэ юм. Гэхдээ энэ дүрэм нь илүү адил юм. Ихэнх тохиолдолд онолчид болон experimenters бие биенийхээ өсгий алхам, нэг судалгаагаар түүний математик тайлбар хэрэгцээ бий өгч, сөрөг дүгнэлт шинэ биш, хараахан хүлээн хамаарлууд таамаглал болдог. Mössbauer нөлөө ийм үзэгдлийн нэг нь байсан юм. Ийм "гаж" үзэгдэл таамаглал бөгөөд Макс Планк 1900 төгсгөлд илэрхийллээ. Энэ нь электрон болон атомын бөөм нь дэлхийн бүх тоо хэмжээ зөвхөн дискрет утгыг авч болно гэж тэр quantized юм байна. Мөн өөрийн бодлоор, энэ нь зөвхөн математикийн трик, хялбар тооцоолох хийсэн байсан юм. зөвхөн тохиромжтой арга зам, тайлбарлах нь чухал физик мэдрэмж зөөх гэсэн үг - амьдралынхаа эцэс хүртэл тэрээр квант, эсвэл хамгийн бага байж болох хэмжээ, жишээ нь, гэрэл гэж үздэг.

квант дэлхийн

Гэсэн хэдий ч, атомын хэмжээнд юу болж байгаа нь хангалттай тайлбар сонирхолтой бусад эрдэмтэд ийм дүгнэлтэнд боломжийг авч үзэх, мөн бүх зүйл quantized юм олгосон нь авав. цөм эргэн тойронд электронууд зөвхөн зарим нэг тойрдог өөрсдийгөө зөвхөн тодорхой эрчим хүчний түвшинг байж болно бөөм дээр байж болох юм. therebetween алгасахгүй, бөөм гамма туяаг үүсгэдэг. Mossbauer нөлөө үйл ажиллагааны өгөөж нь ямар гаргах ёстой гэж, гэхдээ энэ нь тийм юм болоогүй үзэж байна. Ер нь, nanoworld зан тодорхойлох бүх тоо quantization хамрагдах байна - гэж тусдаа байдаг. Харин биет макро биет нь бага хэсгүүдийн массын хувь нь бүтээгдэхүүн илэрхийлэгдэнэ эрч тэр бас quantized гэсэн үг бөгөөд энэ нь үндсэндээ өөр зүйл гэдгийг мартаж болохгүй. Тэгэхээр нь Макс банзан цаг, эсвэл бага хүчин төгөлдөр үнэ цэнийг агуулдаг алдарт томъёо олсон гэж шинжлэх ухаан тайлан, шинэ эрин үеийг нээсэн юм. Энэ эрин байсан квант физикийн. Mossbauer нөлөө, тайлбар, дараа нь энэ үзэгдлийн өгсөн, хорьдугаар зууны шинжлэх ухааны хамгийн чухал үе шатаар нэг болж байна.

Mössbauer нөлөө нээлт

Бид дээр дурдсан шиг, онолын дүгнэлт туршилтын бүхий гар гараа явсан. ургамал дээр батлагдсан зарим практик дүгнэлт "өвдөг дээрээ" болон хаягдал материалын гарч хадмал цуглуулсан. Эрдэмтэд нь зөвхөн томъёог харуулах, бас колбыг тамга, металл хамтран ажиллах, суурилуулах цуглуулах самбар бууруулах боломжтой болж байна. Мэдээж хэрэг, лабораторийн дарга зөвхөн тойрог үр дүнг нэгтгэн харуулав. Гэсэн хэдий ч, туршилт бүр нь бас инженер, төхөөрөмжүүд нь тусгай зориулалтаар хийгдсэн гэж байгаа, шууд судалгааны явцад байсан юм. Би ямар ч бус мөн Mossbauer нөлөө байсан юм. судалгааны ахлагч зөвлөсний дагуу зөрүүд докторын Рудольф Mossbauer, түүнийг халаах хөргөх нэгж хэмжих, оронд нь аргыг нь өөрчлөгдөөгүй бол үүнийг Нээлтийн газар авч байсан.

хатуу

онол, бид энэ хэсэгт уншигчдад хэлж өгөх болно, энэ нь анх харахад тодорхой байна. Гэсэн хэдий ч, сайн мэдэх юм шиг, хялбар, үргэлж гайхалтай хүчин чармайлт хүртдэг байна. Тэгээд одоо бид арвин нөөцтэй нь Mossbauer нөлөө нь шууд утгаараа нэг удаа бүрэн лаборатори ажиллаж байсан ямар энгийн үгээр хэлж чадах байна.

хатуу дор ихэвчлэн талст мужид бодис гэсэн үг юм. янз бүрийн градусаар электронууд нэгтгэн, харин энэ тохиолдолд атомын бөөм, чанд үе үе сүлжээ бий. Мэдээж хэрэг, металл талст цөм ерөнхий электроны тусад нь зэрэг оршдог дамжуулан маш тодорхой металл бонд бий болсон юм. электрон үүл болор сүлжээ зан анхаарч биш, өөрийн бие даасан хуулиар амьдардаг. уламжлалт ионы болон covalent бонд танилцуулах талст, электронууд илүү нягт "тэдний" бөөм холбоотой. Гэвч тэд хий болон шингэн илүү хөрш зангилаануудын хооронд шилжих эрхтэй.

Хатуу багц шинж чанар нь зөвхөн тэдгээр дэх химийн элементүүд, бас бие биедээ харьцангуй атомын хэлцлийн тэгш. нүүрстөрөгчийн бүтцийн сонгодог жишээн дээр зөөлөн Графит, болон бусад үүсгэдэг - хамгийн хэцүү нь байгалийн материал - очир алмаазыг. Тэгэхээр хатуу биед маш их нэгж эсийн холболт, болон тэгш хэмийн ямар төрлийн гэсэн үг. хатуу шинж чанар бөгөөд энэ нь ямар Mossbauer нөлөө тодруулга юм. хатуу онд атомын бүх холбоотой байна: дараах байдлаар түүний мөн чанарыг сайн тайлбарласан байгаа.

хамтын quasiparticles

Одоо хангалттай том гурван хэмжээст сүлжээ төсөөлдөг. загвар нь хамгийн тохиромжтой давс нь: Na болон Cl шоо, нэг нэгээр нь оройн байрладаг. ямар нэг байдлаар нэг атомын татаж, түүнийг тэнцэл байнга газрыг эвдэх, талархал хангалттай хатуу холболт, татах энэ нь хөрш зэргэлдээ атом татаж дараа нь бол. Тооцоо үндсэн байрлалд өөрчлөлт гурав дахь дарааллаар нь хөрш дээр наад зах нь ямар нэг чухал нөлөө гэдгийг харуулж байна. Энэ бол натри "шүүрэх", хлор нэг нь хамгийн гадна талын давхарга нь түүнд дараахь хөрш хлорын атом, натрийн атомыг татаж дагасан гэсэн үг юм. Энэ нөлөө нь бүх чиглэлд сунгаж байх магадлалтай юм. Энэ нь ихэвчлэн дөрөв дэх дараалал Фото хөршүүд нь маш бага юм байна. Гэсэн хэдий ч, тэдгээр нь тэг биш юм.

Иймээс ямар нэг байдлаар бол хүчтэй болор, болор сүлжээ нь "долгион" (жишээ нь, түүнд лазер, эсвэл электрон мод илгээх) "тогших". Ийм хамтын хөдөлгөөн болор олон хөрш атомууд нь нэгэн зэрэг шилжинэ дээш буюу доош, мэдэрч жишээ нь, phonons гэж нэрлэдэг. арвин нөөцтэй Mossbauer нөлөө, бид дэлгэрэнгүй орж юу биш, phonons зэрэг бага мөхлөг биеэ авч явах байжээ гэж зүгээр л та нарт хэлж тайлбарлах боломжтой. Жишээ нь, тэдний эрчим хүчний quantized байна, тэд долгионы эрч эзэмших, бие биетэйгээ харилцах боломжтой юм. Тиймээс phonons хамтын quasiparticles гэж нэрлэдэг. Тэдний тоо, хатуу биеийн чанар тэдэнд тохиолдож буй нь бүтэц өгсөн байна. нэгж эсийн атомын хэмжээ, тэгш болон төрлийг мэдэх, энэ нь байж болох тооцно. phonon үүссэн-нд мөн болор сүлжээ нь ионы хооронд бондыг урт, төрөл нөлөөлдөг.

хамтлаг онол

хатуу түүний бүх электрон болон orbitals нэгтгэн оноос хойш (тэгснээр тэдний эрчим хүч) нь мөн ерөнхий ёстой. Нэгдүгээрт, бид электрон fermions гэж нэрлэдэг хэсгүүд энэ ангилалд хамаарах гэдгийг санах хэрэгтэй. Fermi, Dirac болон Pauli хамтдаа нэг улсын, нэг л тийм ширхэгийн системд байж болох нь тогтоогджээ. Бид давс Жишээ нь буцаж байгаа бол, бүр болор бид шөл, эсвэл мах, натри, хлорын ионы гайхалтай хэмжээг багтаасан цацаж байна. Тэдний тус бүрийн электроны, ижил эргэлдэж дээр эргэх ижил тооны байна. Яаж байж болох вэ? Хатуу дараах байдлаар нөхцөл байдал гарч ирдэг: электроны тус бүр цөм өөр атомын нэг тойрог замд хамаарах бусад эрчим хүчний электроны нь арай өөр орчим тойрог замд эрчим хүч. Тиймээс энэ нь олж авсан: болор нь шахсан талбайг бий болгох өөр хоорондоо хангалттай жижиг ялгаатай нь маш их эрчим хүчний түвшинг байдаг байна. phonons жижиг нэг Учир нь атомын хүрээг танилцуулна алдагдлын маш их хүчтэй биш байна. чухал гэсэн мэдээлэл нь бүхэлдээ хамтын хөдөлгөөн юм. Тиймээс phonon эрчим хүч, энэ мэт эрчим хүчний салбарт "ууссан". Энэ болон Mossbauer хүчин төгөлдөр үндэслэн.

Цахилгаан хэмжээний

цэнэгтэй бөөмсийн хөдөлгөөн нь цахилгаан соронзон талбайд хамт байна. гэсэн үг - Энэ явдал яагаад нэг гариг болон хиймэл дагуулууд тэдгээрийг эзэмших тухай асуудал, харин зарим нь жишээ нь, оруулдаг. Цахилгаан соронзон долгион нь тэдний давтамж, улмаар эрчим хүч дагуу ангилалд хувааж болно. Энэ хоёр шинж чанар нь хоорондоо холбоотой байдаг бөгөөд долгионы хамаарна. Гэж юу вэ Mossbauer нөлөө нь зөвхөн товчхон, уншигч цахилгаан хэмжээний гамма цацраг оршдог хаана ойлгодог гэж заасан болно. Тиймээс долгион хуваарийг нээлттэй. хэмжээ нь орчлон ертөнцийг - Онолын хувьд тэдний долгионы урт хязгаарлаж байна. Гэхдээ ийм цацрагийн эрчим хүчний энэ бүртгэх боломжгүй тул бага байж болох юм. терагерцийн цацрагийн бага зэрэг өндөр давтамжийн. Гэсэн хэдий ч, энэ нь бөгөөд радио долгион нь маш тодорхой нөхцөлд ажиглагдаж байна: соронзон талбайд электроны дарангуйлдаг, полимер гулзайлтын чичиргээ, хатуу онд excitons хөдөлгөөн. цахилгаан соронзон спектрийн Илүү тодорхой дараагийн хэсэг - хэт улаан туяаны цацраг. Энэ нь дулааны хэлбэрээр энергийг дамжуулдаг. Үзэгдэх гэрлийн ч гэсэн өндөр эрчим хүч. хүний нүд харж спектрийн Энэ хэсэг нь бүрэн хэмжээнд харьцуулахад маш бага юм.

хамгийн өндөр - Улаан гэрлийн хамгийн бага эрчим хүч, ягаан байна. нь эрчим хүчний улаан гэрэл нь илүү өндөр байдаг нь илүү хүйтэн ус, хөх-д заасан байдаг: Үүнтэй холбогдуулан, энэ нь логик нэрлэдэг. цахилгаан цар хүрээ нь хэт ягаан туяаны хэсэг аль хэдийн хатуу руу нэвтрэх хангалттай өндөр давтамжтай байдаг бол дараа нь. ард түмэн, манай гариг дээрх бусад амьд биесийн шиг, хэт ягаан туяаны гэрлийг ойлгож өгөөгүй байна гэсэн хэдий ч, биологийн организмын хэвийн ажиллагаанд ач холбогдол асар их юм. хэт ягаан туяаны судалгааны гол эх үүсвэр нь нар юм. Дээд эрчим хүч, олон бодисыг нэвтрэх чадвар нь рентген юм. Ийм цацрагийн эх сурвалж нь цахилгаан соронзон талбайд электроны хурд хасах юм. аль аль нь хүлэгдэж, жишээ нь электронууд байж болох атом, чөлөөт хамаарна. Эрүүл мэндийн тоног төхөөрөмж чөлөөт электронуудын өөр төхөөрөмжүүд юм. Эцэст нь, хамгийн хэцүү, хамгийн богино долгионы гамма цацраг юм.

Рентген болон гамма

физик, инженерийн Mossbauer нөлөө, түүний хэрэглээний гамма туяа, рентген туяа хооронд нь ялгах хэрэгтэй. Иймээс эрчим хүчний түвшин болон гэхэд долгионы урт нь давхцаж нь маш өргөн хүрээтэй байгаа. Энэ нь 5 picometres нь долгионы урт нь гамма болон рентген байдаг юм. Тэдний бэлтгэл өөр өөр арга. Дээр тайлбарласан ёсоор, X цацраг электроны үед хасах гардаг. Түүнээс гадна, зарим нэг үйл явц (цөмийн гэх мэт) -д дотоод бүрхүүл нь электрон хангалттай хүнд атом, тухайлбал ураны гэж алга. Гэсэн хэдий ч, бусад электронууд өөрийн байр авах хандлагатай байдаг. Ийм шилжилт болон болж рентген туяа эх үүсвэр. Гамма туяа цөм нь үр дүн нь илүү сэтгэл хангалуун төлөв рүү шилжих шилжилтийн байна. аль нь харилцан Энэ цацраг нь өндөр нэвтэрч чадвартай атом ба ionizes. гамма туяа нь атомын цөм нь мөргөлдөх үед үүгээр нь kickback гэж нэрлэгддэг байх ёстой. Гэсэн хэдий ч, бодит байдал дээр энэ нь хатуу биед хамаарах нь атомын цөм нь гамма туяа харилцаа, үр нөлөө байхгүй байна гэсэн болжээ. Энэ нь үнэн хэрэгтээ өөр энэ болор электрон хамтлаг нь "түрхэн" гэж байсан нь phonon бий болгох, тухайн нэмэлт эрчим хүчний тайлбарласан байна.

изотопууд

Mossbauer нөлөө, түүний хэрэглээний нягт нь нэг гэнэтийн байгаатай холбоотой юм: үзэгдэл нь үелэх бүх химийн элемент дээр үйл ажиллагаа биш юм. Түүнээс гадна, энэ нь зөвхөн зарим нэг бодис изотопын чухал ач холбогдолтой юм. уншигч гэнэт мартсан бол эргүүлэн татахад ямар изотопууд. Энэ нь тухайн атомын цахилгаан саармаг байна гэж мэдэгдэж байгаа юм. Энэ нь электрон бүрхүүл болох их эерэг протоны цөм байна. Гэсэн хэдий ч, гол нь бас асуудал эрхэлсэн ч нейтрон, хэсгүүдийг агуулдаг. Та нар цөм дэх дугаараа өөрчилсөн тохиолдолд, цахилгааны төвийг сахисан зөрчсөн биш юм, харин атомын шинж чанар бага зэрэг өөрчлөгдсөн. Үүнээс гадна, энэ нь хүнд изотопын цацраг идэвхт бөгөөд энгийн асуудал харьцангуй тогтвортой байхад, ялзралын хандлагатай байдаг гэж тохиолддог байна. бетон элемент, тэдгээрийн изотоп, Mossbauer хүчин төгөлдөр тодорхойлогдоно нилээд жагсаалт. ⁵⁷ Fe илрүүлэх, жишээ нь, ерөнхийдөө энэ үзэгдлийн гэхэд итгэж байна.

Квант нөлөө ашиглах

Үйлдвэрлэж туршлага, нэг буюу бичил ертөнцөд холбоотой бусад таамаглалд батлагдан, энэ нь ихэвчлэн хялбар биш юм. Үүнээс гадна, энэ нь яг адил нөлөө Mossbauer ямар ашиг тус авчрах болно тодорхойгүй байна вэ? Хэрэв ашиглах Гэхдээ хангалттай өргөн юм. талст шинж мөрдөн материал, аморф бодис, сайхан хөгийг comminuted нунтаг энэ квант үзэгдлийн дамжуулан, түүний дотор тохиолддог. Ийм анагаах ухаан гэх мэт - Ийм өгөгдөл, их ойрхон хүн мэргэжлээр дадлага хэсэг (онолын физик) -аас нэлээн хол шаардлагатай байна. Тиймээс Mossbauer нөлөө, түүний хэрэглээ онолын нээлт, тэр ч байтугай өдөр тутмын амьдралд, ашиг тус нь маш их авчирдаг жишээ болгон авч үзэх хэрэгтэй.