Mössbauerov efekt: razlika između inačica
Izbrisani sadržaj Dodani sadržaj
Nema sažetka uređivanja |
Nema sažetka uređivanja |
||
Redak 26:
Objašnjenje ovih rezultata [[Rudolf Ludwig Mössbauer|Mössbauer]] je uspio postaviti na temelju [[Kvantna mehanika|kvantne mehanike]] i fizike kristala. Energiju uzmaka koja se javlja pri emisiji kvanta od strane jezgre vezane u kristalu, kristal preuzima djelomično u obliku translacijske energije i djelomično u obliku [[Unutarnja energija|unutarnje energije]]. Rezultirajući porast translacijske energije uvijek je neznatan zbog puno veće mase kristala kao cjeline u usporedbi s masom pojedine jezgre. Porast unutarnje energije kristala vodi do promjene u popunjenosti energijskih nivoa kristalnih oscilatora. Zbog kvantizacije energijskih nivoa oscilatora, kristal može apsorbirati energiju uzmaka samo u diskretnim iznosima, tj. fononima. Na taj se način, u ovisnosti o svojstvima materijala koji se koristi kao ''γ''-emiter, emisija ''γ''-zračenja dešava uz određenu vjerojatnost prijelaza u energijskim nivoima kristalnih oscilatora. Ako se emisija dogodi bez promjene stanja kristalnih oscilatora, emitirano ''γ''-zračenje imat će energiju jednaku razlici energijskih nivoa jezgre između kojih dolazi do prijelaza. Takva emisija ''γ''-zračenja naziva se emisija bez uzmaka, a istovremena apsorpcija ovog zračenja od strane jezgara iste vrste nuklearna rezonantna apsorpcija ''γ''-zračenja ili '''Mössbauerov efekt''' (ME).
Mössbauerov efekt bit će vjerojatniji u kristalima u kojima je energija uzmaka, nastala emisijom ili apsorpcijom ''γ''-kvanta, manja od energije prijelaza između energijskih razina kristalnih oscilatora, a ona je određena vrijednošću Debye-ove frekvencije (''ω''<sub>D</sub>), odnosno Debye-ove temperature (''Θ''<sub>D</sub>). Vjerojatnost apsorpcije ili emisije ''γ''-zračenja bez uzmaka (Mössbauerovog efekta) raste s smanjenjem temperature, veća je kod kristala s višom Debye-ovom temperaturom (frekvencijom) i za manje energije ''γ''-zračenja.
Mössbauerov efekt se ne javlja se u plinovima i tekućinama, te u čvrstim tvarima koje nemaju dovoljno jake međuatomske veze. Mössbauerov efekt naglo slabi u čvrstim tvarima dimenzija ispod 1 μm3 (oko 109 atoma). Vjerojatnost efekta također drastično pada kod nuklearnih prijelaza energija većih od 130 - 140 keV.
Budući se prema teoriji koju je Mössbauer postavio kod emisijskih i apsorpcijskih linija na vrijednostima energije koje odgovaraju energiji prijelaza nuklearnih nivoa trebaju javiti vrlo uske linije (prirodne širine), Mössbaueru je još bio potreban direktan eksperimentalni dokaz postojanja ovih linija. Njegova je ideja bila da iskoristi Dopplerov efekt ne kao sredstvo za nadoknađivanje energije uzmaka kao što ga je koristio Moon, nego kao sredstvo pomoću kojega će skenirati energijsko područje u okolini energije prijelaza. U tu je svrhu konstruirao uređaj prikazan na slici desno.
| |||