Большая Советская Энциклопедия (ЧЕ) - Большая Советская Энциклопедия "БСЭ" - Страница 31

  Соч.: Твори, т. 1—2, Київ, 1974; в рус. пер. — Избранное. [Вступ. ст. Ф. Кривина], М., 1973.

  Лит.: Засенко О., Марко Черемшина. Життя i творчicть, Київ, 1974; Кравченко Є. Є., Семанюк Н. В., Бiблioграфiчний покажчик, Київ, 1962.

А. Е. Засенко.

М. Черемшина.

Черенко'в Павел Алексеевич [р. 15(28).7.1904, с. Н. Чигла, ныне Воронежской области], советский физик, академик АН СССР (1970; член-корреспондент 1964). Член КПСС с 1946. Окончил Воронежский университет (1928). С 1930 работает в Физическом институте АН СССР. Профессор Московского инженерно-физического института. В 1934 при исследовании люминесценции жидкостей Ч. обнаружил новый оптический эффект, проявляющийся в своеобразном свечении вещества под действием заряженных частиц сверхсветовой скорости (см. Черенкова — Вавилова излучение ). За открытие этого эффекта в 1958 Ч. присуждена Нобелевская премия совместно с И. Е. Таммом и И. М. Франком, разработавшими его теорию. На основе излучения Черенкова — Вавилова созданы методы регистрации заряженных частиц (см. Черенковский счётчик ). Ч. принадлежат также работы по ядерной физике, физике частиц высоких энергий, по изучению космических лучей, разработке ускорителей электронов. Государственная премия СССР (1946, 1952, 1977). Награжден 2 орденами Ленина, 3 др. орденами, а также медалями.

  Лит.: Павел Алексеевич Черенков (к 70-летию со дня рождения), «Успехи физических наук», 1974, т. 113, в. 3.

П. А. Черенков.

Черенко'ва—Вави'лова излуче'ние, Черенкова—Вавилова эффект, излучение света электрически заряженной частицей, возникающее при её движении в среде со скоростью, превышающей фазовую скорость света в этой среде (скорость распространения световых волн). Обнаружено в 1934 П. А. Черенковым при исследовании гамма-люминесценции растворов как слабое голубое свечение жидкостей под действием гамма-лучей. Уже первые эксперименты Черенкова, предпринятые по инициативе С. И. Вавилова , выявили ряд характерных особенностей излучения: свечение наблюдается у всех чистых прозрачных жидкостей, причём яркость мало зависит от их химического состава, излучение имеет поляризацию с преимущественной ориентацией электрического вектора вдоль направления первичного пучка, при этом в отличие от люминесценции не наблюдается ни температурного, ни примесного тушения (см. Тушение люминесценции ). На основании этих данных Вавиловым было сделано основополагающее утверждение, что обнаруженное явление — не люминесценция жидкости, а свет излучают движущиеся в ней быстрые электроны (такие электроны возникают под действием гамма-лучей в результате Комптона эффекта ). Поэтому правильнее называть это явление излучением (эффектом) Вавилова — Черенкова в отличие от принятого, особенно в зарубежной литературе, названия «эффект Черенкова». Ч.— В. и. характерно и для твёрдых тел.

  Различные виды свечения, вызываемого гамма-лучами, наблюдались после открытия радия неоднократно, в частности, свечение жидкостей под действием гамма-лучей исследовалось (1926—29) французским учёным М. Л. Малле, получившим фотографии его спектра. Однако доказательств того, что это явление новое, не было, не установлено было и наиболее характерное свойство излучения (обнаруженное Черенковым в 1936) — его направленность под острым углом к скорости частицы.

  Механизм явления был выяснен в работе И. Е. Тамма и И. М. Франка (1937), содержавшей и количественную теорию, основанную на уравнениях классической электродинамики. К тем же результатам привело и квантовое рассмотрение (В. Л. Гинзбург , 1940).

  Условие возникновения Ч.—В. и. и его направленность могут быть пояснены с помощью Гюйгенса — Френеля принципа . Для этого каждую точку траектории заряженной частицы (например, А , В , С , D , рис. 1 и 2 ) следует считать источником волны, возникающей в момент прохождения через неё заряда. В оптически изотропной среде такие парциальные волны будут сферическими, т.к. они распространяются во все стороны с одинаковой скоростью u = с/n (здесь с — скорость света в вакууме, а п — показатель преломления света данной среды). Допустим, что частица, двигаясь со скоростью u, в момент наблюдения находилась в точке Е. За t секунд до этого она проходила через точку А (расстояние до неё от Е равно ut ). Следовательно, волна, испущенная из А , к моменту наблюдения представится сферой радиуса R = ut (на рис. 1 и 2 ей соответствует окружность 1 ). Из точек В , С , D свет был испущен во всё более и более поздние моменты времени, и волны из них представляют окружности 2 , 3 , 4. По принципу Гюйгенса парциальные волны гасят друг друга в результате интерференции всюду, за исключением их общей огибающей, которой соответствует волновая поверхность света, распространяющегося в среде.

  Пусть скорость частицы u меньше скорости света u в среде (рис. 1 ). Тогда свет, распространяющийся вперёд, будет обгонять частицу на тем большее расстояние, чем раньше он испущен. Общей огибающей парциальные волны при этом не имеют — все окружности 1 , 2 , 3 , 4 лежат одна внутри другой. Это соответствует тому очевидному факту, что электрический заряд при равномерном и прямолинейном движении со скоростью, меньшей скорости света в среде, не должен излучать свет. Однако положение иное, если

  u > u = c/n , или bn > 1 (1)

  (где b = u/c ), т. е. если частица движется быстрее световых волн. Соответствующие им сферы пересекаются (рис. 2 ). Их общая огибающая (волновая поверхность) — конус с вершиной в точке E , совпадающей с мгновенным положением частицы, а нормали к образующим конуса определяют волновые векторы (т. е. направление распространения света). Угол, который составляет волновой вектор с направлением движения частицы (см. рис. 2 ), удовлетворяет соотношению:

  cos q = u/ u = c /nu = 1/bn. (2)

  Такой же метод рассмотрения можно провести и для оптически анизотропных сред. При этом нужно учитывать, что скорость света в этой среде зависит от направления его распространения, поэтому парциальные волны не являются сферами. В этом случае обыкновенному и необыкновенному лучам будут соответствовать разные конусы и излучение будет возникать под разными углами q к направлению распространения частицы согласно соотношению (2). Условие (1) для оптически анизотропных сред формулируется несколько иначе. Во всех случаях основные формулы теории хорошо согласуются с опытом.

  Теория показала, что в оптически изотропной среде частица с зарядом е , прошедшая расстояние в 1 см со скоростью u > u , излучает энергию:

  w = 2 nc/ l — циклическая частота света, l — длина волны излучаемого света в вакууме). Подынтегральное выражение определяет распределение энергии в спектре Ч. — В. и., а область интегрирования ограничена условием (1).

  Ч. — В. и. возникает при движении не только электрона в среде, но и любой заряженной частицы, если для неё выполняется условие (1). Для электронов в жидкостях и твёрдых телах условие (1) начинает выполняться уже при энергиях ~ 10⁵эв (такие энергии имеют многие электроны радиоактивных процессов). Более тяжёлые частицы должны обладать большей энергией, например протон, масса которого в ~2000 раз больше электронной, для достижения необходимой скорости должен обладать энергией ~ 10⁸ эв (такие протоны можно получить только в современных ускорителях).