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切伦科夫效应 编辑
媒质中的光速比真空中的光速小,粒子在媒质中的传播速度可能超过媒质中的光速,在这种情况下会发生辐射(切伦科夫辐射),称为切仑科夫效应(Cherenkov effect)。媒质中的光速比真空中的光速小,粒子在媒质中的传播速度可能超过媒质中的光速,在这种情况下会发生辐射,称为切仑科夫效应。这不是真正意义上的超光速,真正意义上的超光速是指超过真空中的光速。一般来说,肉眼看不见切伦科夫效应,但是当它的强度很大时,会在屏蔽某些核反应堆的池水中出现微弱的浅蓝色的光辉。在这种情况下,看得见的切伦科夫辐射是由于反应堆射来的高能电子的速度比光在水中的速度大而比光在真空中的速度小的原因引起的。也就是说,这时高能电子的速度在2.25×108m/s与3×108m/s之间。在日常生活中,也可找到切伦科夫效应的例子。例如,当船在水中以大于水波的波速运动时,船前的波就可以看成是切伦科夫效应的例子。又例如,在空气中,一架喷气式飞机以大于声速运动时,飞机前头的空气波。也可以作为说明切伦科夫效应的例子。
中文名:切伦科夫效应
外文名:Cherenkov effect
提出者:切伦科夫
应用学科:核物理、粒子物理学、电动力学
此外,粒子要超过的光速是光的相速度而非群速度。透过采用周期性介质的方法,光的相速度可以大幅改变,甚至可以让切伦科夫辐射没有最小粒子速度的限制——此现象称为史密斯-柏塞尔效应。在更复杂的周期性介质中,例如光子晶体,可以得到各式各样的切伦科夫效应,例如反向传播的辐射(在寻常切伦科夫辐射中,辐射和粒子速度呈一锐角)。
爱达荷国家实验室ATR核心发出的切伦科夫辉光
图1
图1中,c是真空光速,n是介质的折射率,v是粒子速度(红色箭头),β是v/c。蓝色箭头则是发出的辉光。几何上,此二方向之角度关系为:
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