"Открытие и истолкование эффекта Черенкова"

Областной дистанционный конкурс творческих работ «Моя гордость - Воронежский край»

«Достижения российской науки в XX веке»

«Открытие и истолкование эффекта Черенкова»

Выполнила: учащаяся 11 класса

МОУ «Елань-Коленовская СОШ №1»

Новохоперского муниципального района

Воронежской области

Чопорова Екатерина

Руководитель: учитель математики

МОУ «Елань-Коленовская СОШ №1»

Морозова Светлана Владимировна

Черенков Павел Алексеевич

(28.VII.1904 – 06.I.1990)

Советский физик, двукратный лауреат Сталинской премии (1946 г., 1952 г.) , лауреат Нобелевской премии (1958 г.)

Павел Алексеевич Черенков стал ученым, который доказал, что даже на самых глубинах океана, куда не проникают солнечные лучи, есть собственный слабый свет. Он открыл «Эффект Вавилова-Черенкова», за что и был удостоен звания лауреата Нобелевской премии.

Жизнь физика

Детство Павла Черенкова прошло в селе Новая Чигла, где он родился 28 июля 1904 года в семье крестьянина предпринимателя, владельца торговой лавки. Вначале юный Черенков учился в дореволюционной земской школе. Когда окончилась Первая мировая ходил в местную школу. Там он проявил явные способности в физике, и получил направление в Воронежский государственный университет. В 1928 году будущий физик выпустился из ВГУ и стал учителем в козловской школе.

В аспирантуру Ленинградского Физико-математического АН СССР Черенкова приняли также в 1930 году. Спустя пять лет он выпустился из аспирантуры, написав диссертацию на тему люминесценции. В 1940 году ученому было присвоено звание доктора наук. В 1932 году пошел работать в лабораторию профессора Вавилова. Именно благодаря его содействию физик открыл очень важное явление – «Эффект Вавилова-Черенкова».

Эффект Вавилова-Черенкова

В 1932 году Черенков начал собственную научную работу под руководством Сергея Вавилова, который в тот момент только что стал полным академиком АН СССР (а в будущем станет и президентом Академии). Вавилов предложил своему аспиранту тему: люминесценцию растворов ураниловых солей под действием гамма-лучей.

Сергей Вавилов

В первых же экспериментах Черенков обнаружил, что соли уранила под действием гамма-лучей испускают слабое свечение, но это не люминесценция. По свойствам свечение резко отличалось от люминесценции – возбуждения атомов с последующим испусканием квантов света.

Научрук подхватил открытие, решил, что свет испускается при торможении «выбитых» электронов и опубликовал работу. Увы, Вавилов был неправ, но его имя в российском названии эффекта осталось. У нас – эффект Вавилова-Черенкова (как обычно, научрук на первом месте), за рубежом более справедливо: черенковское излучение.

Значительным открытием была необычная поляризация свечения. Свет представляет собой периодические колебания электрического и магнитного полей, напряженность которых возрастает и убывает по абсолютной величине и регулярно меняет направление в плоскости, перпендикулярной направлению движения. Черенков обнаружил, что голубое свечение поляризовано параллельно, а не перпендикулярно направлению падающих гамма-лучей. Исследования, проведенные в 1936 г., показали также, что голубое свечение испускается не во всех направлениях, а распространяется вперед относительно падающих гамма-лучей и образует световой конус, ось которого совпадает с траекторией гамма-лучей. Это послужило ключевым фактором для его коллег, Ильи Франка и Игоря Тамма, создавших теорию, которая дала полное объяснение голубому свечению (ныне известному как излучение Черенкова)

Благодаря своей наблюдательности Черников открыл удивительное явление, но так и не сумел его объяснить. Только в 1937 году Тамм и Франк теоретическое объяснение этому эффекту, который происходит при движении частиц в среде со скоростями, превышающими фазовую скорость распространения света в этой среде. Это открытие привело к созданию нового метода детектирования и измерения скорости высокоэнергетических ядерных частиц, который имеет огромное значение в современной экспериментальной ядерной физике.

Игорь Евгеньевич Тамм

Илья́ Миха́йлович Франк

Практическое применение эффекта Вавилова-Черенкова

Свечение Черенкова довольно слабое. И, чтобы его увидеть, Черенкову приходилось подолгу сидеть в темноте, чтобы самый чувствительный в то время «фотоэллемент» - его глаз – смог это излучение разглядеть. Но в середине XX века были созданы фотоумножители, которые позволили фиксировать отдельные фотоны. Это дало толчок к практическому применению открытого ученым явления. В итоге появились черенковские детекторы, которые начали использовать для регистрации частиц, движущихся со скоростью, сравнимой со скоростью света.

По черенковскому излучению определяют содержание радионуклидов в воде напрямую, без применения специальных детекторов

Эффект Вавилова-Черенкова широко применяется в ядерной физике и физике элементарных частиц

Детекторы Черенкова установлены в обсерваториях. Они используются во всем мире

Черенковский детектор обсерватории «Пьер Оже».

На холме расположен телескоп типа «глаз мухи»

Излучение Черенкова наблюдается в охлаждающей жидкости ядерного реактора. Его используют для контроля работы ядерных реакторов

В 1958 году П.А. Черенков, совместно с И.Е.Таммом и И.М. Франком стал лауреатом Нобелевской премии по физике

«Трудно рассудить чего в жизни было больше – удачи, невезения, счастья. Но я твердо знаю, чего было много – преодоления»

П.А.Черенков

В Воронеже 14 сентября 2018 года в сквере Ученых была открыта Аллея Нобелевских лауреатов. Всего в сквере, расположенном напротив ВГУ, установлено пять арт-объектов – бронзовых памятников: писателям Михаилу Шолохову и Ивану Бунину, а также известным физикам – Павлу Черенкову, Николаю Басову и Жоресу Алферову.

На церемонии открытия присутствовала дочь Павла Черенкова - Елена Черенкова.

Список используемой литературы:

АиФ от 10.12.2014, статья «Нобелевский Воронеж. За что жители Черноземья получали знаменитую премию»

Энциклопедия физики и техники http://femto.com.ua/

https://osssr.ru/tayny/pavel-cherenkov/

wikipedia.org/wiki/ Эффект_Вавилова_ — _Черенкова

wikipedia.org/wiki/ Тамм,_Игорь_Евгеньевич

wikipedia.org/wiki/ Франк,_Илья_Михайлович

http://nobeliat.ru/laureat.php?id=547