Mossbauer vokatra: ny vokatry ny fahitana sy ny hevitra fonosiny

Ny lahatsoratra miresaka momba ny zavatra ny Mossbauer vokany. Nampahafantatra ihany koa ny foto-kevitra toy ny angovo atsangana hitondra haavon'ny in Ny tsivaky sy atomika vihy, mafy orina sy iombonana quasiparticle anatiny.

matematika fahafinaretana

Ny fandrosoana amin'ny Fizika-nitranga teny amin'ny folo taona voalohany tamin'ny taonjato faharoa-polo, mpahay siansa nitaky fahalalana lehibe amin'ny matematika. Maro ny fikarohana no misintona, dia azo lazaina, teo amin'ny tendron'ny ravin-penina; Tamin'ny voalohany izy ireo ary avy eo ny kajy ara-teorika hita ao amin'ny fomba fanao.

Ohatra, ny fisian'ny misintona onja nilaza mialoha ny Einstein tamin'ny 1910, dia afaka manamafy tamin'ny andrana 2016 ihany. Ny fanambarana roa neutron kintana no nahary horohoro toerana izay tratra sy Fizika terestrialy ferana amin'ny alalan'ny fanokafana ny vanim-potoana ny misintona fandrefesana ao amin'ny siansa ny maha-olombelona. Tsy mahagaga àry raha hery misintona voalaza eto: izany hoe ny fikarohana toy izany no vokatry ny Mossbauer sarobidy. Fa izao no miavaka, fa tsy ny fitsipika. Matetika indrindra, theorists sy experimenters dingana eo amin'ny tsirairay ny kiraro, iray nahatonga ny fianarana ny filàna ny matematika tantaraina, ary lasa manana ady hevitra ny kevitra vaovao, tsy mbola nahazo miankina. Mössbauer vokatry dia tranga iray tahaka itony. Toy izany "lafiny" tranga zaraina dia eritreretina sy ny Max Planck naneho tamin'ny faran'ny 1900. Ary nilaza fa eto amin'izao tontolo izao ny elektrôna sy ny atomika nuclei, be rehetra dia afaka mandray afa-tsy discrete soatoavina, izay quantized. Ary, tao an-heviny, dia fitaka fotsiny matematika, izay nanao fikajiana mora kokoa. Mandra-pahatapitry ny ainy dia nino fa atsangana hitondra, na ny kely indrindra azo atao anjara, ohatra, mazava - ihany no fomba tsara mba hilazana, fa tsy mitondra ny heviny ara-batana lehibe.

Atsangana hitondra izao tontolo izao

Na izany aza, ny manam-pahaizana hafa iray sahaza liana amin'ny filazalazana ny zava-mitranga eo amin'ny ambaratonga ny ataoma, izay heverina ny mety ny toy izany famaranana, ka nahafaka azy ho toy ny fanomezana fa ny zavatra rehetra dia quantized. Ny manodidina ny fototry elektrôna mety amin'ny sasany ihany no ho nuclei Mihodidina ny tenany manokana ihany no afaka haavon'ny angovo. Hitsambikimbikina therebetween, nuclei hiteraka Gamma taratra. Mossbauer vokatra nandresy lahatra fa ny zavatra tokony mamokatra karazana Miverena, nefa izany tsy hitranga. Amin'ny ankapobeny, ny be rehetra izay mamaritra ny fitondran-tena ny nanoworld dia manaiky hozakain'izy quantization - izay discrete. Fa aza hadinoina fa ny vahana fa amin'ny macrocosm dia ambara ho toy ny vokatry ny taham-bahoaka ny fototra poti Raha jerena ifotony dia zavatra hafa, izay midika fa izy, koa, dia quantized. Ka dia siansa tatitra izay ny Maks fisaka ampy ny raikipohy malaza izay ahitana ny hasarobidin'ny H, na kely dia kely ny marina, nanokatra vanim-potoana vaovao. Izany no vanim-potoana ny atsangana hitondra fizika. Mossbauer vokany, raha adika, izay taty aoriana nomena tranga ity, efa tonga iray amin'ireo dingana lehibe manan-danja indrindra amin'ny siansa ny taonjato faharoa-polo.

Ny nahitana ny Mössbauer vokatra

Araka ny efa hitantsika etsy ambony, ny fanatsoahan-kevitra teorika dia tanana an-tanana ny fanandramana. Fanatsoahan-kevitra azo ampiharina sasany hita eo amin'ny zavamaniry nangonina ara-bakiteny "ny lohalika" sy avy amin'ny korontam fitaovana. Ny mpahay siansa no tsy afaka maneho ny raiki-pohy, fa asio tombo-kase koa ny siny hoditra, manapaka ny birao mba hiasa miaraka amin'ny vy sy hanangona ny fametrahana. Mazava ho azy, ny lohan'ny laboratoara ihany no mamintina ny vokatry ny paroasy. Na izany aza, samy experimenter koa ny injeniera, araka ny saim-fa natao ho an'ny tanjona manokana, ary mivantana amin'ny dingana fikarohana. Aho, ary tsy afa-tsy ny Mossbauer vokany. Eo am-pamohana dia tsy hitranga raha misy mafy loha doctorat Rudolf Mossbauer tsy niova ny fomba ny nandrefesany ny vondrona hihena, fa tsy vainafo azy io, araka ny Nanoro hevitra ny mpanara-maso ny fianarana.

mafy

Ny kevitra, izay holazainay ny mpamaky ao amin'ity fizarana ity, dia toa mazava Raha vao jerena. Na izany aza, araka ny fantatra, mora ny foana ny ezaka vitany tsy mampino. Ary toy izany koa isika ankehitriny afaka hilaza amin'ny teny tsotra ny zavatra vokatry ny Mossbauer ho an'ny Dummies ara-bakiteny, indray mandeha laboratoara niasa manontolo.

Eo ambanin'ny mafy dia matetika natao ny fananany tao amin'ny manjelanjelatra.Mangatsakatsaka fanjakana. Ny nuclei ny ataoma amin'ity tranga ity hanangana potoana hentitra makarakara, kosa ny elektrôna eo amin'ny ambaratonga samihafa mamintina. Mazava ho azy fa tena niforona vy kristaly manokana metaly fatorana alalan 'izany ny fototry misy toy ny hisaraka amin'ny ankapobeny elektrôna. Ny elektronika rahona tsy miankina miaina araka ny lalàna, fa tsy mandinika ny fitondran-tena ny krystaly makarakara. Ny kristaly, izay manolotra fomba nentin-drazana sy covalent ionic fatorana, ny elektrôna akaiky kokoa miaraka amin'ny "ny" nuclei. Saingy misy afaka izy na hifindra eo akaikiny nodes noho ny amin'ny entona na rano.

Mafy orina fananany napetraka tsy ny singa simika izay any aminy, fa koa ny symmetry ny fandaharana ny ataoma momba ny tsirairay. Ao amin'ny mahazatra ohatra ny rafitra miteraka entona karbaona malefaka manjarano, ary ny anankiray - ny mafy indrindra fitaovana voajanahary - diamondra. Koa inona no karazana fifandraisana, sy symmetry ny tarika efitra hoe be dia be ny vatana henjana. Ireo fananan 'ny mafy ary dia ny fampiharihariana ny hevitry ny Mossbauer izay vokany. Ny toetra dia nanazava toy izao manaraka izao: ny ataoma rehetra ao amin'ny mafy dia mifandray.

quasiparticles iombonana

Ary sary an-tsaina ny ampy amin'ny lafiny lehibe telo-makarakara. Fa ny modely tsara indrindra sira: Na ary Cl dia hita ao amin'ny vertices ny cubes, ny iray rehefa afaka iray hafa. Raha toa haka iray tsivaky, ary hampakatra azy handika ny zatra toeram-mizana, noho ny ampy henjana fifandraisana, rehefa nisintona ny manodidina ataoma. Kajikajy dia mampiseho fa ny fiovana eo amin'ny toerana misy ny fototra, fara fahakeliny, no misy fiantraikany lehibe eo amin'ny mpiara-monina ny didy fahatelo. Midika izany fa raha toa ny "hihazona" ny sodium, chlore nanaraka akaiky nisintona ataoma, nanaraka azy ny sodium ataoma iray tsisin'ny sosona chlore. Ny fiantraikan'ny izany no mety ho toro-lalana omena rehetra. Tsy maintsy lazaina fa fahefatra-mpiara-monina mba perturbation dia tsinontsinona. Na izany aza, dia tsy aotra.

Noho izany, raha toa "mandondòna" krystaly matanjaka (oh, mba hanirahany azy ho tamin'ny laser na elektronika sakamandimby), ny krystaly makarakara dia "onja". Toy izany rehefa maro ny hetsika iombonana akaikiny ataoma ao amin'ny krystaly manilika miara mahatsapa, oh, miakatra na midina, atao hoe phonons. Misy mba hamaritana ny zavatra vokatry ny Mossbauer ho an'ny dummies, dia tsy hiditra any antsipirihany ka hilaza aminao fotsiny fa ny phonons no hita mba hitondra tena toy fototra poti. Ohatra, ny hery dia quantized, dia hanana vahana halavan'ny onjam ary afaka mifandray amin'ny tsirairay. Noho izany, dia antsoina hoe ny phonons iombonana quasiparticles. Ny isany sy ny kalitaon'ny ny vatana mafy omena ny rafitra izay mitranga izy ireo. Kajy izany dia mety ho, satria fantatsika ny habeny, symmetry ataoma sy ny karazana sela ao amin'ny vondrona. Tamin'ny phonon ny fisian'ny ny fiantraikany ihany koa ny lavany sy ny karazana fatorana eo amin'ny ions ao amin'ny krystaly makarakara.

tarika teorian'ny

Koa satria mamintina mafy ny elektrôna rehetra, ary ny orbitals (ary noho izany ny hery) dia tokony koa ho ankapobeny. Voalohany, tsy maintsy mahatsiaro fa ny elektrôna isan 'izany kilasy poti antsoina hoe fermions. Fermi, Dirac sy miara-Pauli hita fa ao amin'ny fanjakana iray dia mety ho amin 'ny rafitra, iray ihany no sombiny toy izany. Raha hiverina any amin'ny ohatry ny sira, ny vato krystaly tsirairay, izay hanopy lasopy na hena, ahitana habetsahan'ny tsy mampino ny sodium sy klôro ions. Ary ny tsirairay amin'izy ireo dia manana mitovy isan'ny elektrôna, izay hanodinana ny amin'ny Mihodidina mitovy. Ahoana no hetezan'izany? A mafy orina tonga avy tamin'ny toe-javatra toy izao manaraka izao: ny herin 'ny tsirairay mihodidina elektronika manodidina ny vihy, kely tsy mitovy amin'ny hafa angovo elektrôna an'ny mihodina toy izany koa ny iray hafa tsivaky. Noho izany dia nahazo: ao amin'ny krystaly tena misy angovo be haavon'ny izay maha samy hafa kely tsirairay ampy hanangana Compressed faritra. Ny perturbations izay mampiditra phonons kely iray, satria dia tsy Atom tandavan-tena mahery. Izay rehetra zava-dehibe dia ny mihetsika iombonana amin'ny ankapobeny. Noho izany, ny phonon angovo, tahaka ny "levona", ao amin'ny faritra ny angovo. Araka ny izany ary ny vokany Mossbauer.

maridrefy herinaratra

Ny hetsika ny voampanga poti dia miaraka amin'ny saha iray herinaratra. Io zava-misy mametraka, ohatra, ny fanontaniana mikasika ny antony sy ny planeta iray zanabolana manana azy, fa ny hafa kosa - tsy. Onja herinaratra azo nizara ho kilasy araka ny Fotoana sy hery noho izany. Ireo toetra roa mifampiankina sy ny halavan'ny onjam miankina. Inona no vokany ny Mossbauer vetivety ihany, raha toa ny mpamaky mahatakatra izay maridrefy herinaratra no misy Gamma taratra. Noho izany, sokafy ny onjam ambaratonga. Ara-teorika mametra ny halavan'ny onjam - lafiny rehetra izao. Na izany aza, ny herin 'ny toy izany dia ho toy izany taratra kely fa misy azo atao ny misoratra anarana. Kely kokoa matetika ao amin'ny terahertz taratra. Na izany aza, dia, ary ny onjam-peo ny onja dia hitan'ny tena manokana amin'ny toe-piainana: inhibition ny elektrôna amin'ny sahan'andriamby, flexural-peo no mampihovotrovotra ny polymers, ny hetsika ny excitons ao amin'ny mafy. More mazava manaraka ny ampahany amin'ny herinaratra karazany - ny infrared taratra. Ny famindrana hery amin'ny endrika manoro ny hafanana. Na dia ambony herin 'ny hazavana hita maso. Izany faritry ny karazany izay mahita maso ny olombelona dia kely dia kely raha oharina amin'ny ambaratonga iray manontolo.

Jiro mena ambany indrindra dia manana ny hery, sy volomparasy - ny avo indrindra. Amin'izay mifandray, dia fantatra fifanoheran-javatra: ny rano mangatsiaka kokoa izay voalaza ao amin'ny manga, izay angovo dia ambony kokoa noho ny an'ny jiro mena. Taorian'ny fa ny taratra manimba ampahany amin'ny herinaratra ambaratonga efa manana ny ampy avo matetika mba tafiditra ho mafy orina. Na dia eo aza ny zava-misy fa ny olona sy ny zava-manan'aina hafa eto an-tany, fa tsy hahita ultraviolet ny maha zava-dehibe ny tokony ho fiasan'ny zavamananaina biolojika dia lehibe. Ny tena loharanom-taratra manimba fianarana dia ny masoandro. Ambony hery sy ny fahafahana miditra akora maro manana X-ray. Ny loharanon'ny toy ny taratra no deceleration ny elektrôna ao amin'ny herinaratra tsaha. Afaka ny elektrôna roa nafatotra, i.e. kosa ny ataoma sy ny maimaim-poana. Ny fitsaboana amin'ny alalan'ny fitaovana ireo fitaovana maimaim-poana elektrôna. Farany, ny henjana indrindra sy fohy indrindra-onja io dia Gamma taratra.

X-taratra sy ny Gamma

Mossbauer vokatry sy ny fampiharana eo amin'ny Fizika sy ny injeniera mila manavaka Gamma taratra sy X-taratra. Ny haavon'ny hery ary, araka izany, ny halavan'ny onjam izy ireo tamin'ny fomba tena isan-karazany ny hifanindry. Izany hoe, misy Gamma sy X-taratra amin'ny halavan'ny onjam-5 picometres. Fomba isan-karazany noho ny fanomanana. Rehefa nanazava etsy ambony, ny X-taratra mitranga rehefa deceleration ny elektrôna. Ankoatra izany, ao amin'ny dingana sasany (anisan'izany ny nokleary) elektronika intsony avy ao anaty akora mavesatra ampy Atom, toy ny oraniôma. Na izany aza, dia manana fironana elektrôna hafa haka ny toerany. Fiovana toy izany, ary ho lasa loharanom-X-taratra. Gamma taratra no vokatry ny fototry fiovana avy amin'ny fanjakana faly kokoa. Ity taratra manana lalina avo fahaizana sy ionizes ataoma izay interacts. Izay raha ny Gamma Ray collides ny fototry ny ataoma iray, dia tsy maintsy misy ilay antsoina hoe kickback. Na izany aza, amin'ny fampiharana Hay ny fifandraisana ny Gamma taratra ny fototry ny Ny tsivaky an'ny tena henjana, ny fiantraikany no tsy ampy. Izany dia nanazava ny zava-misy fa fanampiny angovo, dia toy izay "nohosorana" amin'ny alalan'ny elektronika miaramilan'ny ny vato krystaly, mamorona ny phonon.

isotopes

Mossbauer vokatry sy ny fampiharana Mifandray akaiky amin'ny zava-mahagaga iray: ny tranga tsy manao rehetra ny singa simika ao amin'ny tabilao. Ankoatra izany, dia manan-danja ho an'ny sasany ihany no akora isotopes. Raha ny mpamaky dia tampoka hadino izay isotopes Tadidio. Efa fantatra fa misy nomena dia tsivaky electrically nety nanao miaramila. Midika izany fa ao amin'ny fototry ny tsara prôtôna Tahaka ny ifaliako amin'ny akora ny elektronika. Na dia izany aza, misy ihany koa ny fototry ny neutron, sombiny maimaim-poana. Raha hanova ny isa ao amin'ny vihy, herinaratra dia tsy nandika tsy nety nanao miaramila, fa ny fananan 'ny tsivaky niova kely. Ankoatra izany, io no mitranga fa ny mavesatra isotope dia radiôaktifa ary mora simba, raha mbola olon-tsotra no tena raharaha miovaova. Tena mivaingana ny lisitry ny singa sy ny isotopes, izay mampiavaka ny Mossbauer vokany. Mamantatra ny ⁵⁷ Fe, ohatra, dia amin'ny ankapobeny natoky ity tranga.

Ny fampiasana atsangana hitondra vokatry

Vokatry traikefa, izay hamafisina ny iray na ny hafa petra-kevitra mifandray amin'ny bitika izao tontolo izao, dia matetika no tsy mora. Ankoatra izany, tsy mazava ny zavatra soa toy izany koa dia afaka mitondra ny vokany Mossbauer? Ny fampiasana azy, na izany aza, dia ampy malalaka. Fanadihadiana ny fananan ny manjelanjelatra.Mangatsakatsaka fitaovana, amorphous solids ary hotetehina comminuted powders mitranga, anisan'izany ny alalan'ny atsangana hitondra ity tranga. Antontan-kevitra toy izany dia takiana ao amin'ny somary lavitra amin'ny fomba fanao fizarana (teorika fizika), sy ao amin'ny olona tena akaiky fitsipika - toy ny fanafody. Noho izany, ny Mossbauer sy ny fampiasana vokatra dia tokony heverina ho toy ny ohatra amin'ny teorika baovao, izay mahatonga be dia be ny soa, na dia eo amin'ny fiainana andavanandro.