Mossbauer प्रभाव: खोज र यसको महत्त्व को प्रभाव

के Mossbauer प्रभाव बारे लेख वार्ता। पनि यस्तो therein एक अणु मा क्वांटम ऊर्जा स्तर र एक परमाणविकन्यूक्लियस, ठोस र सामूहिक quasiparticle रूपमा अवधारणाहरु disclosed।

गणितीय मजा

कि बीसौँ शताब्दीको पहिलो दशकमा भयो भौतिक एउटा सफलता, वैज्ञानिकहरू गणित मा गम्भीर ज्ञान माग। धेरै आविष्कारहरू, त्यसैले बोल्न, फिर्ता लिया गरेको कलम को टिप मा गरिएको: तिनीहरूले व्यवहार मा फेला सैद्धांतिक गणना र त्यसपछि थिए सुरुमा।

उदाहरणका लागि, अस्तित्व गुरुत्वाकर्षण छालहरू 1910 मा आइंस्टीन द्वारा भविष्यवाणी मात्र 2016 मा experimentally पुष्टि गर्न सक्षम थिए। दुई न्यूट्रोन तारा विलय स्थलीय भौतिक समातिए र निश्चित छ कि मानवता को विज्ञान मा गुरुत्वाकर्षण माप को युग खोलेर tremors ठाउँ सिर्जना गरेको छ। यहाँ उल्लेख गरिएको कुनै आश्चर्य गुरुत्वाकर्षण: यस्तो अध्ययन को लागि अर्थात् यस Mossbauer प्रभाव मूल्य छ। तर यो भन्दा अपवाद शासन छ। अक्सर, सिद्धान्तकारहरु र experimenters प्रत्येक अन्य गरेको एडी मा कदम, एक अध्ययन यसको गणितीय विवरण लागि आवश्यकता वृद्धि दिनुभयो, र प्रतिकूल निष्कर्षमा नयाँ, अझै प्राप्त निर्भरता को धारणा बन्नेछ। Mössbauer प्रभाव यस्तो घटना थियो। यस्तो "पक्ष" घटना भएको धारणा छ र अधिकतम प्लैंक 1900 को अन्त्यमा व्यक्त गरे। यो इलेक्ट्रॉनों र परमाणु केन्द्रक को दुनिया मा, सबै मात्रा मात्र असतत मान लिन सक्छ कि, भनेर धेरै quantized छ भन्नुभयो। र, आफ्नै राय मा, यो जो सजिलो गणना गरे सिर्फ एक गणितीय चाल थियो। मात्र उपयुक्त तरिका, एक गम्भीर शारीरिक अर्थमा पूरा गर्न वर्णन गर्न - आफ्नो जीवनको अन्त सम्म त्यो क्वांटम, वा को सानो सम्भव भाग, उदाहरणका लागि, प्रकाश कि विश्वास गरे।

यो क्वांटम संसार

तथापि, अणुहरु को मात्रा मा के भइ रहेको छ को एक पर्याप्त विवरण रुचि अन्य विद्वान, यस्तो निष्कर्ष को सम्भावित छलफल, र सबै quantized को हो भनेर प्रदान लागि लिए। केही orbits आफूलाई मात्र विशेष ऊर्जा स्तर हुन सक्छ केन्द्रक मा नाभिक वरिपरि इलेक्ट्रॉनों मात्र हुन सक्छ। therebetween छोड्दै, केन्द्रक गामा रेज उत्पन्न। Mossbauer प्रभाव कार्य प्रतिफलको एक प्रकारको उत्पादन गर्नुपर्छ, तर यो हुँदैन तर्क छ। सामान्य मा, nanoworld व्यवहारलाई वर्णन गर्ने सबै मात्रा परिमाणीकरण विषय हो - कि असतत छ। तर macrocosm मा प्राथमिक कण गर्न ठूलो को दर को उत्पादन रूपमा व्यक्त गरिएको छ कि गति जो उहाँले, पनि, धेरै quantized छ भन्ने हो, केही मौलिक फरक छ कि भूल छैन। को Maks काष्ठफलक घन्टा, वा न्यूनतम प्रभाव को मूल्य समावेश गर्ने आफ्नो प्रसिद्ध सूत्र उत्पन्न जसमा कि विज्ञान रिपोर्ट त्यसैले, नयाँ युग खुलेको छ। यो युग थियो क्वांटम भौतिकी। Mossbauer प्रभाव, व्याख्या, यो घटना पछि दिइएको थियो जो, को बीसौँ शताब्दीको विज्ञान को सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण कोसेढुङ्गामा एक भएका छन्।

को Mössbauer प्रभाव को खोज

हामी माथि उल्लेख गरेका छन् रूप मा, सैद्धान्तिक निष्कर्ष पनि प्रयोग संग हातमा हात भयो। बिरुवाहरु मा साबित केही व्यावहारिक निष्कर्ष "को गोडा मा" र स्क्रैप सामाग्री बाहिर शाब्दिक संकलित। वैज्ञानिकहरू मात्र होइन फ्लास्क मुहर सूत्र प्रदर्शन गर्न, तर पनि, धातु काम र स्थापना भेला गर्न बोर्ड कटौती सक्षम छन्। निस्सन्देह, यो प्रयोगशालाहरुमा को टाउको मात्र आफ्नो वार्ड को परिणाम संक्षिप्त। तर, प्रत्येक experimenter पनि एक इन्जिनियर, उपकरणहरू विशिष्ट उद्देश्यका लागि डिजाइन रूपमा र सीधा अनुसन्धान प्रक्रिया थियो। म कुनै अपवाद र Mossbauer प्रभाव थियो। अध्ययन को पर्यवेक्षक द्वारा सल्लाह रूपमा एक जिद्दी डक्टरेट रुडोल्फ Mossbauer, को ठंडा एकाइ नाप्ने, बरु यसलाई हीटिंग को विधि परिवर्तन भने खोल्ने ठाउँ लिन छैन।

ठोस

हामी यस खण्डको पाठकहरूलाई भन्नेछु जो सिद्धान्त, यो पहिलो नजर मा स्पष्ट देखिन्छ। तथापि, प्रसिद्ध छ रूपमा, सजिलो सधैं अविश्वसनीय प्रयासमा achieves गर्न। र त हामी अब सरल शब्दमा बताउन साधाराणका लागि Mossbauer प्रभाव शाब्दिक, एक पटक सम्पूर्ण प्रयोगशाला काम के गर्न सक्षम छन्।

ठोस अन्तर्गत सामान्यतया स्फटिक अवस्थामा एक पदार्थ चाहनुभएको छ। बदलिने डिग्री मा इलेक्ट्रॉनों सारांशित जबकि यो मामला मा अणुहरु को केन्द्रक, एक सख्त आवधिक जाली गठन। को पाठ्यक्रम, धातु क्रिस्टल धेरै विशिष्ट धातु बन्धन नाभिक सामान्यिकृत इलेक्ट्रॉनों अलग रूपमा अवस्थित जो मार्फत गठन। इलेक्ट्रॉन क्लाउड क्रिस्टल जाली व्यवहारलाई ध्यान छैन, यसको स्वतन्त्र कानून द्वारा बसोबास। जो बढी परम्परागत ईओण र covalent बन्धन प्रस्तुत गर्ने क्रिस्टल, इलेक्ट्रनों अझ राम्ररी "आफ्नो" केन्द्रक सम्बन्धित। तर त्यहाँ तिनीहरूले एक ग्याँस वा तरल भन्दा छिमेकी नोड्स बीच सार्न गर्न स्वतन्त्र हुनुहुन्छ।

ठोस सेट गुण मात्र रासायनिक तत्व जो तिनीहरूलाई छन्, तर पनि प्रत्येक अन्य सापेक्षित अणुहरु को व्यवस्था को सन्तुलन। एक कार्बन संरचना को क्लासिक उदाहरण मा नरम ग्रेफाइट र अन्य उत्पन्न - मुश्किल प्राकृतिक सामाग्री - हीरा। त्यसैले एक कठोर निकाय धेरै एकाइ सेल को जडान, र सन्तुलन कस्तो अर्थ। ठोस को गुण र यसलाई के Mossbauer प्रभाव को खुलासा छ। एक ठोस मा अणुहरु को सबै सम्बन्धित छन्: यसको प्रकृति निम्नानुसार व्याख्या गरिएको छ।

सामूहिक quasiparticles

अब एक पर्याप्त ठूलो तीन-आयामी जाली कल्पना गर्नुहोस्। मोडेल भन्दा उपयुक्त नुन लागि: ना र Cl को घन, अर्को पछि एक को शीर्ष मा अवस्थित छ। तरिका एक अणु समातेर यो छिमेकी अणुहरु झिकेर पछि, एक पर्याप्त कठोर जडान गर्न ब्यालेन्स को बानी ठाउँ तोड्न पुल, धन्यवाद भने। गणना कोर को स्थिति मा परिवर्तन तेस्रो अर्डर को छिमेकी मा कम्तीमा कुनै पनि महत्वपूर्ण प्रभाव छ भनेर देखाउँछ। यो भने सोडियम "लो", उहाँलाई क्लोरीन एक भन्दा ज्यादा तह निम्न छिमेकी क्लोरीन अणुहरु, सोडियम अणुहरु झिकेर पछि लागे भन्ने हो। यो को प्रभाव सबै दिशामा विस्तार गर्न संभावना छ। यो सामान्यतया चौथो-अर्डर perturbation छिमेकी नगण्य छन् भने छ। तथापि, तिनीहरूले शून्य छन्।

फलस्वरूप, यदि कुनै तरिका बलियो क्रिस्टल (जस्तै, उसलाई एक लेजर वा इलेक्ट्रन बीम पठाउन), क्रिस्टल जाली हुनेछ "छालहरू" "दस्तक"। क्रिस्टल मा धेरै छिमेकी अणुहरु साथ सिफ्ट गर्दा यस्तो सामूहिक आन्दोलन, महसुस उदाहरण माथि वा तल, phonons भनिन्छ। साधाराणका लागि Mossbauer प्रभाव, हामी विवरण मा छैन जानेछ के र phonons रूपमा प्राथमिक कण व्यवहार गर्न पाइएन भनेर बस तपाईं बताउन वर्णन गर्न उपलब्ध छैन। उदाहरणका लागि, आफ्नो ऊर्जा quantized को छ, तिनीहरूले तरङलम्बाइ गति अधिकार र प्रत्येक अन्य अन्तरक्रिया गर्न सक्षम छन्। तसर्थ, phonons सामूहिक quasiparticles भनिन्छ। तिनीहरूको संख्या र ठोस शरीर को गुणस्तर तिनीहरूले उत्पन्न जसमा एक संरचना दिइएको छ। , आकार, एकाइ सेल को अणुहरु को सन्तुलन र प्रकार जान्नु गणना यसलाई हुन सक्छ। फोनोनप्लगइन को घटना मा पनि क्रिस्टल जाली मा आयनों बीच बन्धन को लम्बाइ र प्रकार असर गर्छ।

ब्यान्ड सिद्धान्त

ठोस यसको सबै इलेक्ट्रॉनों र orbitals संक्षिप्त देखि (र यसैले आफ्नो ऊर्जा) पनि सामान्यिकृत गर्नुपर्छ। पहिलो, हामी इलेक्ट्रॉनों fermions भनिन्छ कणहरु को यो वर्ग हौं भनेर सम्झना गर्नुपर्छ। Fermi, Dirac र Pauli सँगै एक राज्य मा, प्रणाली मात्र एक यस्तो कण हुन सक्छ फेला परेन। हामी लवण को उदाहरण फर्कन भने, प्रत्येक क्रिस्टल, जुन हामीले सूप वा मासु, सोडियम र क्लोराइड आयनों को एक अविश्वसनीय राशि शामिल छिडकना। र तिनीहरूलाई प्रत्येक जो समान orbits मा घुमाउन इलेक्ट्रॉनों, को यही संख्या छ। कसरी हुन सक्छ? एक ठोस अवस्था बाहिर आउँछ निम्नानुसार: नाभिक, अर्को अणु को नै कक्षा स्वामित्वको अन्य कुनै पनि ऊर्जा इलेक्ट्रॉनों देखि एक सानो विभिन्न वरिपरि orbiting प्रत्येक इलेक्ट्रन को ऊर्जा। यसरी यो प्राप्त: क्रिस्टल अत्यन्तै धेरै ऊर्जा स्तर एक संकुचित क्षेत्र गठन गर्ने अन्य पर्याप्त सानो प्रत्येक फरक जो अवस्थित मा। phonons सानो किनभने एक अणु दायरा परिचय जो perturbations धेरै बलियो छैन। सबै मामलाहरु एक सम्पूर्ण रूपमा सामूहिक गति छ। तसर्थ, फोनोनप्लगइन ऊर्जा, यसलाई थिए ऊर्जा को क्षेत्र मा "भंग"। यो र Mossbauer प्रभाव आधारित।

विद्युत मात्रा

चार्ज कणहरु को आन्दोलन एक विद्युत क्षेत्र सँगसँगै छ। यो वास्तवमा, उदाहरणका लागि, राख्दछ एक ग्रह र उपग्रहहरु तिनीहरूलाई अधिकार किन प्रश्न, जबकि अरु - छैन। विद्युत छालहरू आफ्नो आवृत्ति र त्यसैले ऊर्जा अनुसार वर्गमा subdivided गर्न सकिन्छ। यी दुई विशेषताहरु परस्पर छन् र तरङलम्बाइ भर पर्छन्। के Mossbauer प्रभाव छ छोटकरीमा मात्र, पाठक जहाँ विद्युत मात्रा गामा विकिरण स्थित छ बुझ्नुहुन्छ भनेर प्रदान गर्न सक्नुहुन्छ। त्यसैले, खोल्न अप airwaves मात्रा। आयाम ब्रह्माण्ड - सिद्धांततः आफ्नो तरङलम्बाइ सीमित। तर, यस्तो विकिरण ऊर्जा यो असम्भव दर्ता छ भनेर सानो हुनेछ। को terahertz को विकिरण मा अलिकति उच्च आवृत्ति। तर, यो छ, र रेडियो छालहरू धेरै विशिष्ट अवस्था अवलोकन गर्दै: एक चुम्बकीय क्षेत्र मा इलेक्ट्रॉनों को निषेध, पलिमर को flexural कम्पन ठोस मा excitons को आन्दोलन। को विद्युत स्पेक्ट्रम बढी स्पष्ट अर्को भाग - को इन्फ्रारेड विकिरण। यो गर्मी को रूप मा ऊर्जा स्थान्तरण। देखिने प्रकाश को पनि उच्च ऊर्जा। मानव आँखा देख्नुहुन्छ कि स्पेक्ट्रम को भाग सम्पूर्ण मात्रा तुलनामा धेरै सानो छ।

उच्चतम - रेड लाइट कम ऊर्जा, र बैजनी छ। जसको ऊर्जा रेड लाइट भन्दा उच्च छ थप चिसो पानी नीलो संकेत छ,: यो जडान, यो ज्ञात छ विरोधाभास। को विद्युत मात्रा को पराबैंगनी भाग पहिले नै ठोस मा भित्र पस्नु एक पर्याप्त उच्च आवृत्ति छ निम्न। हाम्रो ग्रहमा अन्य जीवित प्राणीहरू जस्तै मान्छे, पराबैंगनी प्रकाश बुझ्ने छैन भन्ने तथ्यलाई बावजुद, जैविक जीव को उचित कामकाज लागि यसको महत्व भारी छ। पराबैंगनी अध्ययन को मुख्य स्रोत सूर्य हो। उच्च ऊर्जा र धेरै पदार्थ भित्र पस्नु गर्ने क्षमता एक्स-रे छ। यस्तो विकिरण स्रोत को विद्युत क्षेत्रहरू इलेक्ट्रॉनों को deceleration छ। इलेक्ट्रनों हुन सक्छ दुवै सीमाको, अर्थात् परमाणु र मुक्त हौं। चिकित्सा उपकरणहरू मुक्त इलेक्ट्रॉनों द्वारा उपकरणहरू छन्। अन्तमा, toughest र सबैभन्दा छोटो-लहर गामा विकिरण छ।

एक्स-रेज र गामा

Mossbauer प्रभाव र भौतिक र ईन्जिनियरिङ् यसको आवेदन गामा रेज र एक्स-रेज बीच भेद गर्न आवश्यक छ। ऊर्जा को स्तर र, तदनुसार गरेर, तरङलम्बाइ तिनीहरूले मिल्दाजुल्दा को एक धेरै व्यापक दायरामा छन्। भन्ने 5 picometres एक तरङलम्बाइ एक गामा र एक्स-रेज छ, छ। आफ्नो तयारी लागि विभिन्न विधि। माथि बताएअनुसार एक्स-विकिरण इलेक्ट्रॉनों को जब deceleration हुन्छ। यसबाहेक, (आणविक सहित) केही प्रक्रियाहरू मा भित्री खोल देखि इलेक्ट्रन पर्याप्त भारी एटम, यस्तो युरेनियम रूपमा गायब। तर, अन्य इलेक्ट्रॉनों आफ्नो ठाउँ लिन गर्छन। यस्तो संक्रमण, र बन्न एक्स-रेज स्रोत। गामा रेज नाभिक को परिणाम एक उच्च उत्साहित राज्य बाट संक्रमण हो। कुन यो विकिरण एक उच्च मर्मज्ञ क्षमता अणुहरु छ र ionizes पारस्परिक व्यवहार गर्दछ। Wherein को गामा रे एक अणु को नाभिक संग collides गर्दा, एक तथाकथित kickback त्यहाँ हुनुपर्छ। तथापि, व्यवहार मा यसलाई बन्द गर्ने कठोर शरीर सम्बन्धित एउटा अणु को नाभिक संग गामा रेज को अन्तरक्रिया, प्रभाव हराइरहेको छ। यो तथ्यलाई द्वारा यो क्रिस्टल विद्युतीय बैंड द्वारा "गंदा" थिए, एक फोनोनप्लगइन सिर्जना गर्ने, थप ऊर्जा बताए छ।

आइसोटपहेर्नुहोस्

Mossbauer प्रभाव र यसको आवेदन राम्ररी एक अचम्मको तथ्य सम्बन्धित छ: घटना आवधिक तालिका सबै रासायनिक तत्व कार्य गर्दैन। यसबाहेक, यो केवल केही पदार्थ आइसोटपहेर्नुहोस् लागि महत्वपूर्ण छ। पाठक अचानक भूल छ भने यसरी सम्झन्छन् के आइसोटप। यसलाई कुनै पनि परमाणु बिजुली तटस्थ छ कि ज्ञात छ। यसको मतलब रूपमा इलेक्ट्रॉन खोल मा धेरै सकारात्मक प्रोटन को नाभिक मा। तर, कोर पनि न्यूट्रोन, शुल्क बिना कण समावेश गर्दछ। तपाईं नाभिक मा नम्बर परिवर्तन गर्नुभयो भने, बिजुली तटस्थता छैन उल्लङ्घन छ, तर अणु को गुण अलिकति परिवर्तन भयो। साथै, यो भारी आइसोटप रेडियोधर्मी छ र गर्दा साधारण कुरा एकदम स्थिर छ, क्षय गर्न खतरा छ कि हुन्छ। ठोस तत्व र आफ्नो आइसोटपहेर्नुहोस्, को Mossbauer प्रभाव द्वारा विशेषता छन् जो एकदम एक सूची। ⁵⁷ फे को पत्ता लगाउने, उदाहरणका लागि, सामान्यतया यो घटना द्वारा विश्वसनीय छ।

क्वांटम प्रभाव प्रयोग

उत्पादन अनुभव, एक वा सूक्ष्म संसारमा सम्बन्धित अन्य परिकल्पना द्वारा पुष्टि जो, यो अक्सर सजिलो छ। साथै, यो नै प्रभाव Mossbauer कस्तो लाभ ल्याउन सक्छ अस्पष्ट छ? यसलाई प्रयोग, तर, व्यापक पर्याप्त छ। स्फटिक को गुण को छानबिन सामाग्री, amorphous ठोस र सूक्ष्मता comminuted पाउडर यो क्वांटम घटना मार्फत सहित हुन्छ। यस्तो चिकित्सा रूपमा - यस्तो डाटा, र धेरै नजिक मानिस विषयों मा अभ्यास खण्डहरू (सैद्धान्तिक भौतिक) बाट एकदम टाढा मा आवश्यक छ। तसर्थ, Mossbauer प्रभाव र यसको प्रयोग पनि दैनिक जीवनमा, लाभ धेरै ल्याउँछ जो सैद्धान्तिक खोज, उदाहरणको रूपमा छलफल हुनुपर्छ।