A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Bezodrazová jadrová rezonančná fluorescencia[1] alebo stručne Mössbauerov jav je jav prvýkrát opísaný nemeckým fyzikom Rudolfom Mössbauerom, ktorý bol publikovaný v roku 1958. V tejto práci ukázal, že za určitých podmienok môže byť atóm v kryštále viazaný tak, že jadrový prechod a s ním spojená emisia či absorpcia kvanta gama, môže nastať bez spätného odrazu.
Podmienky vzniku bezodrazovej fluorescencie
Atómy a teda aj atómove jadrá sú v kryštále tuhej látky navzájom silne viazané elastickými väzbovými silami. Pri javoch spojených s jadrovými prechodmi je preto treba brať do úvahy vplyv väzby daného atómu v kryštálovej mriežke.
Označíme energiu väzby (bound) atómu v kryštálovej mriežke Wb a WR kinetickú energiu pohybujúceho sa jadra, ktorú pôvodne nehybné jadro získa v dôsledku spätného odrazu pri vyžiarení/pohltení kvanta γ (pozri Jadrová rezonančná fluorescencia). Pri vyžiarení/pohltení kvanta γ jadrom atómu viazaného v kryštálovej štruktúre tuhej látky môžu z energetického hľadiska nastať dva prípady :
1. WR > Wb
V tomto prípade nemôže Mössbauerov jav nastať, pretože atóm prijal energiu, ktorá je väčšia ako väzbová energia. To spôsobí, že atóm je vytrhnutý zo svojho uzlového miesta v kryštálovej štruktúre.
2. WR < Wb
V tomto prípade atóm nebude vyrazený z mriežky, ale vplyvom elastických kryštálových väzieb sa hybnosť, ktorú pri interakcii s elektromagnetickým žiarením prijme jadro od kvanta γ, prenesie na susedné atómy a postupne na celý kryštál. V tomto prípade Mössbauerov jav môže, ale aj nemusí nastať, lebo prenos hybnosti na kryštál sa môže udiať dvoma mechanizmami :
a. Odovzdanie hybnosti kvanta γ je sprevádzané zmenou kmitavého stavu atómových jadier v mriežke, t. j. dôjde k zmene vnútornej energie kryštálu. Vybudenie kmitov mriežky znamená ohrev kryštálu. Tento mechanizmus neprispieva k Mössbauerovmu javu.
b. Odovzdanie hybnosti absorbovaného kvanta γ kryštálu ako celku bez zmeny jeho vnútornej energie, t. j. celé teleso sa posunie. V tomto prípade sa uplatní kvantový charakter kryštálovej štruktúry, v dôsledku ktorého nemôžu byť vybudené kmity o ľubovolnej frekvencii (energii). Ak teda má energia spätného odrazu takú hodnotu, že nemôže byť odovzdaná kmitom mriežky, zostáva stav kryštálovej mriežky nezmenený a hybnosť spätného odrazu jadra získa kryštál ako celok. Ale vzhľadom k svojej makroskopickej hmotnosti v porovnaní s hmotnosťou jadra, sa kryštál v dôsledku vyžiarenia kvanta γ takmer nepohne a rýchlosť jeho pohybu získaná spätným odrazom je praktický nulová.
Emisné a absorpčné krivky sa v tomto prípade úplne prekrývajú, čo je situácia zodpovedajúca Mössbauerovmu javu.
Pravdepodobnosť bezodrazového procesu
Mössbauerov-Lambov faktor
Mössbauerov-Lambov faktor fML nazývaný aj bezodrazový faktor, udáva pravdepodobnosť procesu bezodrazovej emisie, resp. absorpcie kvánt γ. Bezodrazovosť procesu znamená, že prebieha bez zmeny vnútornej energie systému, v ktorom sa nachádzajú emitujúce/absorbujúce jadrá. Pre bezodrazový faktor fML platí :
- ,
kde λ je vlnová dĺžka vyžiareného/absorbovaného kvanta γ a <x2> je stredný kvadrát amplitúdy kmitov jadra v smere šírenia kvanta γ.
Väzba atómov v kryštálovej mriežke tuhej látky
V tomto modeli započítavame okrem spätného odrazu aj samotný pohyb jadier, ktoré majú v okamihu emisie/absorpcie rýchlosť vT. Správanie sa jadier v kryštálovej mriežke najlepšie opisuje Einsteinov model tuhej látky a Debyeov model tuhej látky. Pre Mössbauerov-Lambov faktor v Debyeovom modeli platí vzťah :
- ,
kde c je rýchlosť svetla vo vákuu, kB je Boltzmannova konštanta, TD je Debyeova teplota a D je Debyeova funkcia.
Informácia obsiahnutá v tvare spektrálnych kriviekupraviť | upraviť zdroj
Podstata vyžitia Mössbauerovho javu pri získavaní informácií o vlastnostiach skúmaných materiálov spočíva v zisťovaní vplyvu najbližšieho materiálového okolia na rezonančné atómové jadrá. Tento vplyv je v Mössbauerovom spektre reprezentovaný závislosťou intenzity žiarenia rozptýleného absorbátorom alebo predchádzajúceho cez absorbátor, ktorým je skúmaná vzorka, od vzájomnej rýchlosti žiariča a absorbátora. Mössbauerovo spektrum predstavuje závislosť počtu impulzov reprezentujúcich rozptýlené alebo pohltené kvantá γ zaregistrované v určitom časovom intervale, od relatívnej rýchlosti pohybu absorbátora vzhľadom na zdroj žiarenia γ.
Z parametrov opisujúcich spektrum je možné získať požadovanú fyzikálnu informáciu. Medzi základne parametre Mössbauerovho spektra patria :
1. šírka a intenzita emisnej/absorpčnej krivky,
2. posun absorpčnej krivky,
3. hyperjemná štruktúra absorpčnej krivky.
Referencieupraviť | upraviť zdroj
- ↑ PETROVIČ, Pavol. Mössbauerova spektroskopia I. Základy teórie a experimentu. Košice : elfa, 2008.
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antropológia
Aplikované vedy
Bibliometria
Dejiny vedy
Encyklopédie
Filozofia vedy
Forenzné vedy
Humanitné vedy
Knižničná veda
Kryogenika
Kryptológia
Kulturológia
Literárna veda
Medzidisciplinárne oblasti
Metódy kvantitatívnej analýzy
Metavedy
Metodika
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk