뫼스 바우어 효과 : 발견과 그 중요성의 효과

무엇 뫼스 바우어 효과에 대한 문서 회담. 또한 내부 원자의 양자 에너지 준위와 원자핵 고체 준 입자 집단과 같은 개념이 개시되어있다.

수학 재미

20 세기의 첫 10 년에 발생한 물리학에서 획기적인은, 과학자들은 수학에 심각한 지식을 요구했다. 많은 발견이 펜의 끝 부분에, 말하자면, 철회되었습니다 그들이 실제로 발견 한 후 이론적으로 계산되었다 처음.

예를 들어,의 존재 중력파 1910 년 아인슈타인에 의해 예측 만 2016 년 실험적으로 확인 할 수 있었다. 두 개의 중성자 별의 합병은 지상파 물리학은 인류의 과학 중력 측정의 시대를 열어 잡아서 고정 된 것을 떨림 공간을 만들었습니다. 여기에 언급 당연히 중력 : 즉 이러한 연구를 위해이 뫼스 바우어 효과 값입니다. 그러나이 예외가 아닌 규칙이다. 대부분의 경우, 이론가와 실험자 서로의 발 뒤꿈치에 단계, 한 연구는 수학적 설명을 필요로 상승을주고, 부정적인 결론은 새로운, 아직받은 의존성의 가정이됩니다. 뫼스 바우어 효과는 현상 중 하나였다. 이러한 "측"현상 상정하고 맥스 플랭크의 단부에 나타냈다. 그것은 전자와 원자핵의 세계에서, 모든 수량은 이산 값을 취할 수있는, 즉 양자화 말했다. 그리고, 자신의 의견으로는, 그것은 쉽게 계산했다 단지 수학적 트릭이었다. 단지 적절한 방법 심각한 신체적 감각을 전달하지 설명하기 위해 - 그의 삶의 마지막까지 그는 양자, 또는 가능한 가장 작은 부분, 예를 들어, 빛을 믿었다.

양자 세계

그러나 원자의 규모에 무슨 일이 일어나고 있는지를 적절하게 서술에 관심이있는 다른 학자들은 이러한 결론의 가능성을 고려하고, 모든 양자화 된 것을 당연하게했다. 특정 궤도 자체가 특정 에너지 레벨을 가질 수 있습니다 핵에서 핵 주위의 전자에만있을 수 있습니다. 그 사이를 건너 뛰는, 핵이 감마선을 생성합니다. 뫼스 바우어 효과는 액션이 반환의 종류를 생산해야하지만이 발생하지 않는다는 것을 주장한다. 일반적으로, nanoworld의 동작을 설명하는 모든 수량은 양자화 될 수 있습니다 - 즉 이산이다. 그러나 대우주에 기본 입자에 질량 속도의 곱으로 표현된다 모멘텀 그는, 너무, 양자화 즉, 근본적으로 다른 어떤 것을 잊지 마세요. 막스 플랭크 시간, 또는 최소한의 영향의 값을 포함 그의 유명한 공식을 유도하는 과학 보고서 그래서, 새로운 시대를 열었습니다. 이 시대였다 양자 물리학의. 이후이 현상에 주어졌다 뫼스 바우어 효과, 해석은, 20 세기 과학의 가장 중요한 이정표 중 하나가되었다.

뫼스 바우어 효과의 발견

우리는 위에서 언급 한 것처럼, 이론적 인 결론은 실험으로 나아 갔다. 식물 증명 어떤 실제적인 결론은 "무릎에"스크랩 자료에서 그대로 수집. 과학자들은 금속 작업 및 설치를 수집하기 위해 기판을 절단, 플라스크를 밀봉 또한 화학식 표시 이에 아니라 수 있었다. 물론, 실험실의 머리는 자신의 병동의 결과를 요약 한 것입니다. 장치가 특정 목적을 위해 설계되었으며, 직접 연구 과정에있다 그러나, 각 실험은 엔지니어도했다. 나는 예외와 뫼스 바우어 효과가 없었다. 연구 감독자 의뢰로서 고집 루돌프 뫼스 바우어 박사는, 냉각 장치를 측정하는 대신에 가열하는 방법을 변경하지 않을 경우를 열면 일어나지 않을 것이다.

고체

우리는이 섹션의 독자를 말할 것이다 이론은, 먼저 눈에 분명한 것 같다. 그러나, 잘 알려진 바와 같이, 쉬운 믿을 수 없을만큼의 노력을 달성합니다. 그래서 우리는 지금 인형의 뫼스 바우어 효과는 말 그대로 한 번 전체 실험실을 일 어떤 간단한 단어에서 알 수있다.

고체에서 일반적으로 결정 상태의 물질을 의미한다. 다양한 정도의 전자 요약 반면,이 경우 원자핵는 엄격한 주기적 격자를 형성한다. 물론, 금속 결정 핵이 일반화 된 전자로부터 분리으로 존재되는 매우 특정 금속 결합을 형성. 전자 구름이 결정 격자의 행동에주의를 지불하지 않는, 독립적 인 법률에 의해 살고있다. 전통적인 이온 및 공유 결합이 존재하는 결정의 전자는 더 가깝게 "자신의"핵와 연관된. 그러나 거기에 그들은 기체 또는 액체에서보다 이웃 노드간에 자유롭게 이동할 수 있습니다.

고체 속성 설정뿐만 아니라 이들에 화학 소자뿐만 아니라, 서로에 대해 원자의 배열의 대칭. 탄소 구조의 전형적인 예에서 부드러운 흑연, 다른 생성 - 어려운 천연 물질 - 다이아몬드. 그래서 강체에 많은 단위 셀의 연결 및 대칭의 유형을 의미한다. 고체의 특성과는 어떤 뫼스 바우어 효과의 공개이다. 고체의 원자 모두 관련되어 다음과 같이 그것의 본질을 설명한다.

집단 준 입자

지금 충분히 큰 입체 격자 상상. 모델이 가장 적합한 염 들어 : 나트륨 및 CL은 큐브 잇달아의 정점에 위치한다. 어떻게 든 하나 개의 원자를 잡고는 이웃 원자를 가져온 후, 충분히 단단한 연결로, 균형의 습관적인 장소를 휴식 덕분에 그를 끌어합니다. 계산 코어의 위치에 변화가 3 차의 이웃에 적어도 상당한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이것은 나트륨을 "잡아"경우, 염소 중 하나를 최 외측 층 그를 다음 이웃 염소 원자, 나트륨 원자를 뺀 다음을 의미한다. 이것의 영향은 모든 방향으로 확장 될 가능성이 높습니다. 보통 4 차 섭동 이웃 무시할 수 있다고한다. 그러나, 그들은 제로는 아니다.

든 경우에 따라서는 강한 결정, 결정 격자 것 "웨이브"(예를 들면, 그를 레이저 또는 전자 빔을 전송하는) "노크". 결정에 많은 이웃 원자 동시에 이동 그러한 집단 운동 위쪽 또는 아래쪽으로, 예를 들어 기분 포논 불렀다. 인형에 대한 뫼스 바우어 효과, 우리는 세부 사항에 가서 포논이 같은 기본 입자를 작동하는 것으로 확인되었다 당신을 말하지 않을 것이다 무엇을 설명하기 위해 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 자신의 에너지가 양자화, 그들은 파장 모멘텀을 보유하고 서로 상호 작용 할 수 있습니다. 따라서, 포논 집단 준 입자라고합니다. 이들의 수와 솔리드 바디의 품질이 발생하는 구조를 제공한다. 유닛 셀의 원자의 크기가 대칭 형태를 아는 것이 계산 될 수있다. 포논의 발생에도 결정 격자에서 이온 간의 결합의 길이와 형태에 영향을 미친다.

밴드 이론

고체는 모든 전자 및 오비탈 요약 때문에 (따라서 에너지)도 일반화한다. 첫째, 우리는 전자가 페르미온라는 입자의이 클래스에 속한다는 것을 기억해야합니다. 페르미, 디락 파울리와 함께 하나의 상태에서, 시스템에서 하나의 파티클 수 있다는 것을 발견했다. 우리 염의 예로 돌아 가면, 각 결정 우리는 나트륨 및 염화물 이온의 엄청난 양을 포함하고, 수프 나 고기 뿌려한다. 그들 각각은 동일한 궤도를 회전 전자, 동일한 수있다. 어떻게 그럴 수 있습니까? 다음으로하는 고체 상황 나온다 : 다른 원자의 동일한 궤도에 속하는 다른 에너지 전자는 조금 다른 핵 주위 선회 각 전자의 에너지. 따라서 수득 : 결정은 압축 된 공간을 형성하도록 충분히 작고 서로 다른 상당히 많은 에너지 레벨이 존재한다. 포논에게 작은 일 때문에 원자 범위를 소개 섭동은 매우 강한 없습니다. 모든 문제는 전체 집단 움직임이다. 말하자면 따라서, 포논 에너지, 에너지 분야에서 "용해". 이것과 뫼스 바우어 효과를 기준으로합니다.

전자기 규모

대전 된 입자의 이동 전자계 수반된다. 하지 -이 사실은 하나 개의 행성과 위성을 보유하는 이유에 대한 질문 반면, 다른 사람, 예를 들어, 넣습니다. 전자파는 그 주파수 따라서 에너지에 따라 클래스로 분할 될 수있다. 이 두 가지 특성은 서로 연결되어 파장에 따라 달라집니다. 무엇 뫼스 바우어 효과 인 것이 간략 리더 전자기 스케일 감마선 위치를 이해할 수 있도록 제공 할 수있다. 그래서, 전파 규모를 엽니 다. 이론적으로 자신의 파장을 제한 - 차원의 우주를. 그러나, 방사선의 에너지는 등록이 불가능하다 너무 작은 것입니다. 테라 헤르츠 방사선 약간 높은 주파수. 그러나, 그리고 전파 매우 특정한 조건에서 관찰된다 자기장 내의 전자의 억제, 중합체의 굽힘 진동, 고체에서 여기자의 이동. 전자기 스펙트럼의 더 명확한 다음 부분 - 적외선. 그것은 열의 형태로 에너지를 전송합니다. 가시 광선의 더 높은 에너지. 인간의 눈이 보는 스펙트럼의 부분이 전체 크기에 비해 매우 작다.

붉은 빛이 가장 낮은 에너지, 보라색이있다 - 최고를. 이와 관련하여,이 역설 알려져 더 차가운 물이 청색으로 표시되고, 그 에너지 적색광보다 높다. 전자 저울의 자외선 부분은 이미 고체 침투하기에 충분히 높은 주파수를 가지고 다음. 우리의 행성에 다른 생물과 같은 사람들이, 자외선을 인식하지 않는다는 사실에도 불구하고, 생물 유기체의 적절한 기능에 대한 중요성은 엄청나 다. 자외선 연구의 주요 원천은 태양이다. 높은 에너지와 많은 물질을 침투 할 수있는 능력은 X 선이있다. 방사선의 소스는 전자기장에서의 전자의 감속이다. 전자가 모두 결합 될 수, 즉 원자 무료 속한다. 의료 기기는 자유 전자에 의해 장치입니다. 마지막으로, 어려운 가장 짧은 파장은 감마선이다.

X 선 및 감마

물리학 및 공학 뫼스 바우어 효과의 응용 프로그램은 감마선과 X 선을 구별 할 필요가있다. 따라서 에너지 레벨에 의해, 파장들은 오버랩의 매우 넓은 범위에있다. 즉, 5 피코 미터의 파장을 갖는 감마 및 X 선이된다. 이들의 제조 다른 방법. 전술 한 바와 같이, X-방사선은 전자의 경우에 감속을 발생한다. 또한, (핵 포함) 일부 공정에서 우라늄으로 충분히 무거운 원자 내측 쉘 전자 사라진다. 그러나 다른 전자는 자신의 자리를 차지할 경향이있다. 이러한 전환, 그리고이 될 X 선 소스. 감마선은 핵의 결과가 더 높은 여기 상태로 전환됩니다. 이 방사선은 원자 높은 관통 능력을 갖고있는 이온화 작용. 감마선은 원자핵과 충돌시에있어서, 이른바 반동이 있어야한다. 그러나, 실제로는 강체 속하는 원자핵으로 감마선의 상호 작용의 영향이없는 것으로 밝혀졌다. 그것은 포논을 생성, 결정의 전자 밴드 별 "도말"로 하였다 이는, 추가적인 에너지는 사실에 의해 설명된다.

동위 원소

뫼스 바우어 효과의 응용 프로그램은 밀접하게 하나의 놀라운 사실과 관련이 : 현상은 주기율표의 모든 화학 원소에 따라 행동하지 않습니다. 또한, 일부 물질의 동위 원소를 위해 중요하다. 독자가 갑자기 잊어 버린 경우 리콜을 어떤 동위 원소. 주어진 원자는 전기적으로 중성 인 것으로 알려져있다. 이는 해당 전자 껍질만큼 양의 양성자 핵이다. 그러나, 코어는 무료로 중성자 입자가 포함되어 있습니다. 당신이 핵의 수를 변경하는 경우, 전기 중립성 위반되지 않지만, 원자의 특성이 약간 변경되었습니다. 또한, 무거운 동위 원소는 방사성이며, 보통 문제가 상당히 안정되어있는 동안, 부패하는 경향이 있음을 발생합니다. 뫼스 바우어 효과 특징 콘크리트 소자와 그 동위 원소 상당히리스트. 철 ^(57)의 검출은, 예를 들면, 일반적으로 이러한 현상을 신뢰한다.

양자 효과의 사용

하나 미시적 세계에 관한 다른 가설에 의해 확인 제작 경험은 종종 쉬운 일이 아니다. 또한, 같은 효과 뫼스 바우어를 가져올 수있는 혜택 불분명하다? 그것의 사용은, 그러나, 충분히 넓다. 결정의 특성 조사 재료, 비정질 고체 및 미세 분쇄 된 분말이 양자 현상 등을 통해 발생한다. 의약 등 - 이러한 데이터는, 아주 가까운 사람이 분야에서 연습 섹션 (이론 물리학)에서 상당히 먼 필요합니다. 따라서, 뫼스 바우어 효과의 사용은 심지어 일상 생활에 많은 혜택을 제공 이론적 발견의 예로서 고려되어야한다.