Черенковское випромінювання: опис, основні поняття

Фізичне походження

Хоча електродинаміка вважає, що швидкість світла у вакуумі є універсальною постійної (З), аналогічний показник, з яким світіння поширюється в середовищі, може бути значно менше, ніж С. Швидкість може збільшуватися під час ядерних реакцій і в прискорювачах частинок. Зараз вченим вже зрозуміло, що черенковское випромінювання виникає, коли заряджений електрон проходить через оптично прозору середу.

Звичайна аналогія – звуковий удар надшвидкого літака. Ці хвилі, що генеруються за допомогою реактивних тіл, поширюються зі швидкістю самого сигналу. Частинки розходяться повільніше, ніж рухомий об’єкт, і не можуть висунутися, випереджаючи його. Замість цього утворюють фронт удару. Подібним чином заряджена частинка може генерувати легку ударну хвилю, коли вона проходить через деяку середу.

Крім того, швидкість, яка повинна бути перевищена, є фазовою, а не груповий. Першу можна різко змінити, використовуючи періодичну середу, і в цьому випадку можна навіть отримати черенковское випромінювання без мінімальної швидкості частинок. Це явище відоме як ефект Сміта-Перселла. У більш складної періодичної середовищі, такий як фотонний кристал, можна також отримати безліч інших аномальних реакцій, таких як випромінювання у зворотному напрямку.