Эффект Мессбауэра

Эффект Мессбауэра

Выполнил:

студент группы МДХО-15

Кашкаров А.

Проверила:

к.х.н., доцент кафедры

аналитической и

физической химии

Котельникова М.Н.

Краткая биография

• Родился 31.01.1929г в Мюнхене
• В 1961г получил Нобелевскую

премию по физике

• Докторская диссертация, в которой

был открыт эффект, выполнялась

под руководством Х.Майер-Лейбница

• Награда за научные достижения Американской исследовательской корпорации (1960г), медаль Э.Грессона Франклиновского института (1961г), лауреат премии Рентгена Гисеновского университета (1961)

Предыстория вопроса

• Первые предположения о существовании резонансного рассеяния в атомах появились в работах Дж.У.Рэлея
• Первые эксперименты – Р.У.Вуд
• Явление флуоресценции объяснялось теорией Н.Бора
• В модели Бора свет испускается

возбужденным атомом при

переходе электрона с верхних

стационарных орбит (уровней)

на нижние.

Р. У. Вуд

Дж. У. Рэле

Н. Бор

Предыстория вопроса

• Мысль о том, что энергетические уровни ядер подобны электронным уровням атомов появилась в работах Ч.Д.Эллиса (1920е гг)
• Фотохимик В.Кун показал, что атомная и ядерная резонансная флуоресценция хоть и кажутся сходными, между ними есть существенные различия
• Лишь в 1950г удалось провести первый успешный эксперимент
• Окончательно проблему решил Мессбауэр

Ч. Д. Эллис

В. Кун

Открытие Мессбауэра

• Ключевую роль в формировании спектральных линий гамма-спектроскопии играет время жизни изомеров ядер
• Узость спектральных линий – причина неудач всех работ до Мессбауэра

Открытие Мессбауэра

• В 1951г П.Б.Мун предложил компенсировать отдачу ядер при излучении путем механического перемещения источника при его движении навстречу ядрам приемника

• Однако Мессбауэр нашел более простой способ, в котором потеря на отдачу предотвращалась с самого начала

Открытие Мессбауэра

• Мессбауэр добился флуоресценции гамма-лучей, источник - атомы радио-активного изотопа метала иридия-191
• Установка для измерения резонансного поглощения при низких температурах, использованная Мессбауэром в его первых экспериментах

Открытие Мессбауэра

• Упрощенная схема Мессбауэровского спектрометра

Благодаря эффекту Мёссбауэра спектры излучения и поглощения гамма-квантов ядрами в твёрдых телах при определённых условиях могут состоять из сверхузких линий с естественной шириной за счёт теплового движения ядер и не смещённых по энергии за счёт отдачи ядер при излучении и поглощении гамма-квантов.

Открытие Мессбауэра

Схема эксперимента:

• 1 – электродинамический вибратор, задающий различные значения скорости  источника;
• 2 – мессбауэровский источник (например, Co);
• 3 – поглотитель, содержащий ядра мессбауэровского изотопа (Fe);
• 4 – детектор прошедших через поглотитель γ-квантов (обычно пропорциональный счетчик или фотоэлектронный умножитель.

Применения метода

• Подтверждение принципа эквивалентности
• Измерение магнитных полей в окрестности ядер
• Исследование свойств кристаллов и ядер
• Проверка закона сохранения четности
• Химические применения

Применения метода

• Анализ минералогии

Применения метода

Заключение

• Открытие эффекта Мессбауэра несомненно явилось большим шагом не только в области физики, но и химии.
• Метод мессбауэровской спектроскопии актуален в сочетании с другими методами исследования, позволяет получать новую, ранее недоступную информацию

Спасибо за внимание!