Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Явление радиоактивности Радиация Электромагнитное излучение Действие ионизирующих излучений Поглощенная доза космогенные радионуклиды испытания ядерного оружия ядерный реактор продукты выброса Меры радиационной защиты воздействия радиации

Экспериментальные методы определения фононного спектра

Для экспериментального исследования дисперсии нормальных мод _s(k) используются, в основном, рассеяние нейтронов и фотонов. Энергию, теряемую (или приобретаемую) нейтроном за счет взаимодействия с кристаллом, можно считать связанной с испусканием (поглощением) фононов. Измеряя углы выхода и энергию рассеянных нейтронов, удается получить непосредственную информацию о фононном спектре. Аналогичную информацию можно получить из экспериментов по рассеянию электромагнитного излучения.

Рис.7.4. Схема эксперимента по рассеянию нейтронов с использованием 3-х осного спектрометра [Анималу]

Рассеяние нейтронов

Схема эксперимента приведена на рис. 7.4. Предположим, что до рассеяния кристалл находился в состоянии с фононными числами заполнения n_ks (т.е. присутствует n_ks фононов типа k_s), а после рассеяния в состоянии n'_ks. В силу закона сохранения энергии должно выполняться соотношение

E' - E = - _ks_ksn_ks ,
n_ks = n'_ks - n_ks

(7.12а)

Энергия — универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. С различными формами движения материи связывают различные формы энергии: механическую, тепловую, электромагнитную, ядерную и др. В одних явлениях форма движения материи не изменяется (например, горячее тело нагревает холодное), в других — переходит в иную форму (например, в результате трения механическое движение превращается в тепловое). Однако существенно, что во всех случаях энергия, отданная (в той иди иной форме) одним телом другому телу, равна энергии, полученной последним телом.

Соответственно, для импульса нейтронов

p' - p = - _kskn_ks + G

(7.12б)

где G - произвольный вектор обратной решетки. Величина k - называется квазиимпульсом фонона.
Обычно используют медленные ("холодные") нейтроны с энергией ~ тепловых, т.е. 10^-3 - 10^-1 эВ. Полезно запомнить соответствие между энергией и волновым вектором нейтрона E_n = (q)²/2m_n . Если волновой вектор нейтрона q = 10ⁿ 1/см, то E_n = 2.07·10^2n-19 эВ, т.е. волновому вектору на границе 1-й з.Б. q ~ 10⁸ 1/см соответствует область холодных нейтронов E_n = 2·10^-3 эВ. Поскольку энергия фононов тоже 10^-3 эВ, то испускание/поглощение фонона существенно изменяет энергию нейтрона.

На главную сайта Dvoika.net