Sh. X. Xushmurodov atom yadrosi va zarralar fizikasi

f	dE\	7'- 1
bo‘ lib, ionizatsiya en ergiya
	uchun ^	J	~gT b og‘ lanishda
y o ‘ qotish	zarra	energiyasi ortishi bilan	kam ayib boradi. R adiatsion

energiya yo ‘qotish esa energiya ortishi bilan otrib boradi. M a’ lum bir

energiyada ionizatson va radiatsion energiya y o ‘qotishIar tenglashadi.
B u turli muhit uchun har xil bo‘ lib,bunga k ritik e n e rg iya deyiladi. Uni quyidagi tenglamadan aniqlash mumkin:

( dE}

TZ

^dx S rod

dx

800

(6.2.4)

bu yerda T M eV larda olingan.

(6 .2 .4 ) ko‘ ra, suvda ( z = 8 )

en ergiyasi Г

= 100 MeV boMgan

elektronlar uchun

(dE)

J d E \

boMadi. Demak, suv uchun kritik

^ dx )юп

-

~ r

V dx Jnij

energiya Tkr~ 100 MeV, qo‘rg‘oshin uchun Z =

82 va dem ak

= 10

M eV . Elektronlar energiyasi kritik energiyadan yuqori boMsa, energiya

y o ‘ qo tish asosan rad iatsio n y o ‘ q o tish d an

ib o rat b o M ib ,q o lad i.

Elektronning boshlangMch

energiyasi E0 boMsa, radiatsion yo ‘qotish

natijasida energiyasi eksponensial qonun bo‘yich a o ‘zgaradi:

X
Ё = E0e x° .	(6

(6 .2 .5) dan x = xQmasofada elektronning energiyasi e marta kam ayadi.

B u x = x0 turli m uhitlar uchun har xil boMib, rad iatsio n u zu n lik deb ataladi. 6.1-jadvalda turli m uhitlar uchun radiatsion uzunlik va kritik energiyalar qiym atlari keltirilgan .
Radiatsion uzunlikning / (sm ) dagi qiym atini topish uchun lr ni m uhit
zich ligiga nisbatini IJr olish lozim .
M asalan, havo uchun:
l = L = . . 36’2 8 /sm = 299,17 лтм » 300 от.
p 0,00121 g t sm

	Radiatsion	Kritik		Radiatsion	Kritik
Muhit	uzunlik If,	energiya	Muhit	uzunlik Ip,	energiya
	g/*™2	Ekr, MeV		?	Ekr, MeV
				gAm
H	63,1	340	Al	24,0	47
He	94,3	220	Fc	13,8	24
С	42,7	103	Cu	12,9	21,5
Havo	36,2	83	Pb	6,4	6,9

Energiyasi Te> Ekr boMgan elektron bir radiatsion uzunlikka teng masofada o‘rta hisobda energiyasi Te ga yaqin boMgan bitta kvant hosil

qilishi mumkin. Radiatsion nurlanish energiyasi E > 2mL,c2 boMsa, u
elektron-pozitron juftini hosil qilishi mumkin. Bu jarayon kosmik nurlar tarkibida elektron-foton yog‘dusining hosil boMishiga sabab boMadi.
6.3-§. Vavilov-Cherenkov nurlanishi
1934-yilda akademik S.I.Vavilovning shogirdi RA.Cherenkov uran tuzlari eritmalarining gamma nurlar ta’sirida lyuminestsensiyasini o‘rganishda yangi bir nurlanishni kashf etdi. Odatda nurlanish atom va molekulalarda qobiq elektronlarning bir energetik holatidan ikkinchisiga o‘tishi natijasida hosil boMadi va ularning nurlanishi t = 10 10 s davom etadi. Nurlanish intensivligi tashqi parametrlarga— muhit tozaligiga, temperature o‘zgarishlariga bogMiq boMadi. Lekin bu yangi Vavilov-Cherenkov nurlanishi tashqi parametrlarga bogMiq emas, bu nurlanishlaming quyidagicha o‘ziga xos xususiyatlarga ega ekanligi aniqlandi:

1. 
   Nurlanish magnit maydonida kuchli qutblanadi, demak nurlanishni gamma kvantlar emas, balki zaryadli zarralar vujudga keltiradi;
   

0. 
   Nurlanish intensivligi muhit zaryadi Z ga bogMiq em as, demak bu radiatsion nurlanish emas;
   

0. 
   N urlanish uni hosil qilayotgan birlam chi zarra yo ‘n alash iga
   

nisbatan m a’lum burchak ostida hosil boMadi.

Vavilov-Cherenkov nurlanishini 1937-yilda I.E.Tamm va l.M .Franklar klassik elektrodinamika nazariyasi asosida tushuntirib berdilar.
K lassik elektrodinam ika qonunlariga ko‘ ra, vakuumda to‘g ‘ri chiziq bo‘ylab tekis harakat qilayotgan zaryadli zarra nurlanish hosil qilm asligi kerak. Aks holda energiya va impulsning quyidagi sharti bajarilishi lozim:
dE_ dE_

(6.3.1)

\ ) :„rnldP.
(6 .3 .1 ) sharti vakuum uchun b ajarilm ayd i, lekin m uxit sindirish ko‘rsatkichi n > 1 boMsa bajariladi. Haqiqatan, massasi m ф 0 boMmagan vakuumda erkin harakatlanayotgan zarraning toMa energiyasi:

Ezan« = фпос*+ Р 2с2 = (m2c* + p 2c2f							2.		(6.3.2)
(6.3.2) diferensiallasak:
ir	1/ 24	,	2 л -1'2,			c2pdp
dE--Um, = г («'ос		+Pс)			2 pc dp =		■
	2			ф>г0с*+р2с-)
bundan
	dE		pc2	m9c2				(6.3.3)
	dp		t	= ----- Г = $-
				me

Ikkinchi tomondan, vakuumda elektrom agnit nurlanish uchun:
E„ur = Pc (6 -3 -4)
Diferensiallasak:
dEnur= с dp yoki

^dEП11Г _ _

— ~ c - (6 .3 .5)

H ar doim J < c, shuning uchun ^f“7" < i . boMadi. Y a’ ni

V / J z a r m V r / nur

energiya va impuls saqlanish qonuni vakuum da to‘g ‘ri chiziq bo‘ylab tekis harakatlanayotgan zaryadli zarra o‘z energiyasi va impulsini elektromagnit nurlanishga sarflashini taqiqlaydi.

Agar zarra harakati m uhit sindirish ko‘rsatkichi n > 1 boMganda zarraning muhitdagi tezligi $ yorugMikning shu muhitda tarqalish fazoviy
c
tezligidan katta boMishligi 3 > c '= — zarra o‘z energiyasini nurlashga n
sarflashi mumkin boMadi.
Vavilov-Cherenkov nurlanishi qayiqni suvda tez suzib orqasidan tarqatgan toM qiniga o ‘xsh ayd i. Q ayiq tezligi tarqalayotgan toMqin tezligidan katta boMsa, toMqin tarqalishi kechikadi. Qayiq orqasidan kengayib boruvchi toMqin fronti (qanot) hosil boMadi. Qayiq tezligi toMqin tarq alish te zlig id an k ich ik yo k i teng boMsa bunday tulqin fronti kuzatilm aydi.
Xuddi shuningdek, o‘ta tez zaryadli zarra muhit sindirish ko‘rsatkichi n > 1 boMgan muhitda tarqalishidan zarra elektr maydoni ta’sirida o‘z yoMi atrofidagi muhit atomlarini qutblaydi. Zarra tezligi elektromagnit maydonning muhitda tarqalish fazoviy tezligidan katta boMgani uchun o‘ta tez zarra o‘tib ketadi, qutblangan dipol kechikib qoiadi. Kechikkan dipol kechikish o‘qi bo‘yicha nurlaydi.
Zarra tezligi $ < c ’ boMganda zarra o‘rniga nisbatan muhit atomlarining qutblanishi sim m etrik (6 .5 -rasm ), n atijalo vch i m aydon nol, dipol
Q

nurlanishlarbir-birini so‘ndiradi. Zarra tezligi $ > c'= — boMganda muhit

n
kechikkan dipollari kogerent nurlanishlarni hosil qiladi.

г Cf
CS I -S’

‘Ci>ft ^

cr- 'о

6.5-rasm .

Bu nurlanishning tarqalish burchagi quyidagichatopiladi. Zaryadli zarra
a ■_ c

n > 1 sindirish ko‘rsatkichli muhitda chapdan o‘ ngga & > с —— tezlik n

bilan harakatlanayotgan bo‘lsin (6.6-rasm ).

6.6-rasm .

Zarra t vaqtdan so‘ng x = 9 t nuktada bo‘ ladi. Bu vaqt ichida zarra hosil qilgan nurlanishlar toMqin fronti A xchizigM dayotadi. Chunki x = 0 nuqtada hosil boMgan toMqin t vaqtda R0 = c ’t masofani, x nuqtada hosil boMgan nurlanish esa Rx = c ’( t - x / $ ) = 0 masofani o‘tadi. Hosil boMgan toMqin fronti 2/ burchakli konus tomonlaridan iborat va:
R0 c't с 1 1

Sin (P = — = ----- = — = ------ .

x 3t 9 nfi
Vavilov-Cherenkov nurlanishining tarqalish y o ‘nalishini belgilovchi
n
burchak 6.6-rasmdan --< Pg& teng ekanligi ko‘rinib turibdi, u quyidagi shartdan topiladi:

COS0=~.

(6.3.6)

Shunday qilib, Vavilov-Cherenkov nurlanishi 2 Q burchakli konus ichida tarqaladi. Bu nurlanishning aniq burchak yo 'n alish ga ega boMishidan

foydalanib, zarraning muhitdagi tezligi b ni aniqlash mumkin. (6.3.6) dan

zarra tezligini aniqlash sohasi oraligi —^ P~^ \.

P ——
d aQ
= 0 °