A - Elektrika (Svezak I - Svezak V)
A  B  C  Č  Ć  D    Đ  E 
Prelistajte enciklopediju
Natuknica: Čerenkovljev pojav
Svezak: 4
Stranica: 228 - 229
sl. 1. Kroz vertikalan vodeni film f prodiru s lijeva elektroni brži od svjetlosti; film svijetli naprijed i to tako, da zrake svjetlosti čine sa stazom elektrona određen šiljat kut
Sl. 1. Kroz vertikalan vodeni film f
prodiru s lijeva elektroni brži od svjetlosti;
film svijetli naprijed i to tako,
da zrake svjetlosti čine sa stazom elektrona
određen šiljat kut

ČERENKOVLJEV POJAV (p. Č.) jest pojav svjetlosti, koja izlazi iz tekućeg ili krutog tijela, kada kroza nj lete elektroni, koji su brži od svjetlosti. Otkrio ga je i opisao 1934 P. A. Čerenkov (Moskva). S vodom se pojav može izvesti ovako. U vertikalnoj tankoj bakrenoj ploči PP (sl. 1.) nalazi se okrugla rupica (promjer na pr. 2 mm), u koju se uhvati film od vode f (debljina 0∙3 mm); kroz taj film pušta se okomito na PP uzak svežanj elektronskih zraka (promjer svežnja 0∙5 mm), u kojemu svi elektroni imadu jednake brzine (na pr. 290 000 km/sek, dok je brzina svjetlosti u vodi 225 000 km/sek). Voda izašilje svjetlost. Kako je to svijetljenje simetrično oko osi svežnja, dosta je ispitati svjetlost, koja od filma ide u horizontalnim smjerovima fx, fy. Zato se film nalazi u osi koničnog zrcala ZZZ, koje odbija horizontalne zrake svjetlosti vertikalno uvis, prema fotografskoj komori. Kada bi se umjesto vodenog filma stavila pločica, koja pod udarcima elektrona fluorescira, pločica bi svjetlila u sve smjerove, te bi zrcalom odbijena svjetlost načinila na fotografskoj ploči svijetao prsten. U p. Č. film ne svijetli na sve strane, već samo u smjerovima, koji s elektronskom stazom čine određen šiljat kut. Prema tome horizontalno film svijetli samo u dva smjera, tako da u fotografiji ne izlazi svijetao prsten, već samo dva kratka luka (sl. 3.). Ako je brzina elektrona manja od brzine svjetlosti, film ne svijetli.

sl. 3. Čunjasto zrcalo odbija obje horizontalne zrake u vis prema fotografskoj ploči, na kojoj se javljaju dva svijetla luka (Snimili: Collins i Reiling)
Sl. 3. Čunjasto zrcalo odbija obje horizontalne zrake u vis
prema fotografskoj ploči, na kojoj se javljaju dva svijetla luka
(Snimili: Collins i Reiling)

Frank i Tamm tumače pojav ovako (g. 1937): Elektron, leteći kroz vodu ili drugo sredstvo, na svakom mjestu a, b, c ... svoje staze stvara val svjetlosti, koji se širi u sve veće kugle (sl. 2.). Ti su valovi »koherentni«, t. j. povezani ili sposobni, da se sastavljaju, te svi zajedno — poznatim Huygensovim načinom — daju rezultujući val svjetlosti, koji se širi u obliku čuna ČkČ. Os je toga čuna staza elektrona, a elektron je u vrhu k čuna. Dok elektron stigne od a do k, svjetlost se iz točke a raširila u kuglu polumjera aA, te je

aA : ak = brzina svjetlosti : brzina elektrona.

Smjer aA okomit na površini čuna je smjer širenja svjetlosti; on čini s elektronovom stazom kut Θ = ka A, pa je cos Θ = brzina svjetlosti: brzina elektrona.

Sl. 2. Elektron leti kroz vodu i stvara čunjast val svjetlosti
Sl. 2. Elektron leti kroz vodu
i stvara čunjast val svjetlosti

Budući da samo rezultujući val primjećujemo, nema druge svjetlosti nego u smjerovima pod tim kutom. Prema tome bi se u prvi mah očekivalo, da bi slika 2. imala pokazivati samo dvije svijetle mrlje, a ne dva luka. Međutim od prvobitnog svežnja elektronskih zraka pojedini se elektroni raspršivanjem odvajaju i usporuju, a time se za njih mijenja kut Θ. Doista, ako se uzme vodeni film nešto deblji, raspršivanje je još veće, te i oba svijetla luka u fotografiji postaju dulja. Uostalom mjerenje pokazuje, da je smještaj najsvjetlijih mjesta u lukovima u dobrom skladu s Frankovom i Tammovom formulom; pri tom treba uzeti u račun, da se svjetlost lomi, kad izlazi iz filma u zrak. Wyckoff i Henderson također su potvrdili tu formulu ispitujući p. Č. u tankom listiću od tinjca, pri čem su brzinu elektrona, mijenjali od 220 000 do 277 000 km/sek.

Prema tome je p. Č. optička analogija pojavu zvuka kod taneta, koje je brže od zvuka; → Aeromehanika sl. 13. Kut Θ komplementaran je kutu akA, koji se u aeromehanici zove Machov kut.

Svjetlost u p. Č. je modrikasto bijela, i to bez obzira na to, kroz koju tvar elektroni putuju. Spektar te svjetlosti je neprekidan i seže od onog mjesta u infracrvenom, gdje prestaje osjetljivost fotografske ploče, do onog područja u ultraljubičastom, dokle je ispitivana tvar za svjetlost propustljiva.

Čerenkov je pokazao, da je svjetlost u p. Č. polarizovana, i to tako, da smjer titranja, t. j. smjer električne sile, zgađa elektronovu stazu. Frank i Tamm našli su, kako se može jakost svjetlosti u tom pojavu teoretski odrediti; Čerenkov i drugi potvrdili su njihovu formulu mjerenjem.

LIT.: Čerenkov, Physical Review 52, New York 1937; Collins and Reiling, Phys. Review 54, 1938; Tamm, Journal of Physics 1, Moskva 1939.St. H.