В 1940 Э. Ферми обобщил теорию Ч. — В. и., приняв во внимание, что реальная среда обладает способностью поглощать свет по крайней мере в некоторых областях спектра. Полученные им результаты внесли существенные уточнения в теорию т. н. ионизационных потерь заряженными частицами (эффект поляризации среды).
Ч. — В. и. является примером оптики «сверхсветовых» скоростей и имеет принципиальное значение. Ч. — В. и. экспериментально и теоретически изучено не только в оптически изотропных средах, но и в кристаллах (оптически анизотропные среды), теоретически рассмотрено излучение электрических и магнитных диполей и мультиполей. Ожидаемые свойства излучения движущегося магнитного заряда были использованы для поисков магнитного монополя. Рассмотрено излучение частицы в канале внутри среды (например, излучение пучка частиц внутри волновода). При Ч. — В. и. новые особенности приобретает Доплера эффект в среде: появляются т. н. аномальный и сложный эффекты Доплера. Можно полагать, что всякая система частиц, способная взаимодействовать с электромагнитным полем, будет излучать свет за счёт своей кинетической энергии, если ее скорость превышает фазовую скорость света.
Теоретические представления, лежащие в основе Ч. —В. и., тесно связаны с др. явлениями, имеющими значение в современной физике (волны Маха в акустике, вопросы устойчивости движения частиц в плазме и генерации в ней волн, некоторые проблемы теории ускорителей частиц, а также генерация и усиление электромагнитных волн).
Лит.: Черенков П. А., Видимое свечение чистых жидкостей под действием g-радиации, «Докл. АН СССР», 1934, т. 2, № 8: Вавилов С. И., О возможных причинах синего l-свечения жидкостей, там же; Тамм И. Е., Франк И. М., Когерентное излучение быстрого электрона в среде, там же, 1937, т. 14, № 3; Черенков П. А., Тамм И. Е., Франк И. М., Нобелевские лекции, М., 1960; Джелли Дж., Черенковское излучение и его применения, пер. с англ., М., 1960; Зрелов В. П., Излучение Вавилова — Черенкова и его применение в физике высоких энергий, ч. 1—2, М., 1968.
И. М. Франк.
Рис. 1. Движение заряженной частицы в среде со скоростью n < u. Сферы 1, 2, 3, 4 — положение парциальных волн, испущенных частицей из точек A, B, C, D, соответственно.
Рис. 2. Движение заряженной частицы в среде со скоростью n > u. Угол q указывает направление возникающего излучения.
Черенкование
Черенкова'ние, способ размножения растений отделяемыми от них частями (черенками ). Применяется в плодоводстве, декоративном садоводстве, лесоводстве, при выращивании некоторых технических, лекарственных и др. растений. Чаще всего практикуется размножение черенками корневыми и стеблевыми (одревесневшими без листьев и зелёными с листьями). Корневыми черенками размножают малину, ежевику, молодые сеянцы яблони, серебристый тополь и др. Стеблевыми одревесневшими черенками размножают смородину, виноград, айву, инжир и др. Зелёные черенки с 2—3 листьями применяют для размножения смородины, сливы, вишни, винограда, некоторых сортов крыжовника и др. Листовыми черенками размножают бегонию, фиалку и др. См. Вегетативное размножение .
Черенковский счётчик
Черенко'вский счётчик, прибор для регистрации заряженных частиц и g-квантов, в котором используется Черенкова—Вавилова излучение . Если заряженная частица движется в среде со скоростью u, превышающей фазовую скорость света для данной среды (c/n , n — показатель преломления среды, с — скорость света в вакууме), то частица испускает черенковское излучение. Последнее происходит в определённом направлении, причём угол J между направлением излучения и траекторией частицы связан с u и n соотношением:
cos J = c/ un= 1/ bn (b = u/c ). (1)
Интенсивность N черенковского излучения на 1 см пути в интервале длин волн от l1 до l2 выражается соотношением:
. (2)
Здесь Z — заряд частицы (в единицах заряда электрона).
В отличие от сцинтилляционного счётчика , где регистрируются частицы с любой скоростью, а излучение изотропно и запаздывает во времени, в Ч. с. свет излучается только частицами, скорости которых u ³ c/n (b ³ 1/n ), причём излучение происходит одновременно с их прохождением и под углом J к траектории частицы. С ростом скорости частицы (надпороговой) растут угол J и интенсивность излучения. Для предельных скоростей, близких к скорости света [(1¾b) << 1], угол J достигнет предельного значения:
Jмакс = arccos (1/n ). (3)
Количество света, излучаемое в Ч. с., как правило, составляет неск. % от светового сигнала сцинтилляционного счётчика.
Основные элементы Ч. с.: радиатор (вещество, в котором u > с/n ), оптическая система, фокусирующая свет, и один или несколько фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), преобразующих световой сигнал в электрический (см. рис. ). Радиаторы изготавливают из твёрдых, жидких и газообразных веществ. Они должны быть прозрачны к черенковскому излучению и иметь низкий уровень сцинтилляции, создающих фоновые сигналы. Стандартные материалы радиаторов: органическое стекло (n = 1,5), свинцовое стекло (n = 1,5), вода (n = 1,33).
Ч. с. получили широкое применение в экспериментах на ускорителях заряженных частиц , т.к. они позволяют выделять частицы, скорость которых заключена в определённом интервале. С ростом энергии ускорителей и, следовательно, с ростом энергии частиц особенно широкое применение получили газовые Ч. с., обладающие способностью выделять частицы ультрарелятивистских энергий, для которых (1— b) << 1. Угол излучения J в газе очень мал, мала и интенсивность излучения на единицу пути. Чтобы получить вспышку света, достаточную для регистрации, приходится увеличивать длину газовых Ч. с. до 10 м и более. В газовых Ч. с. можно плавно менять показатель преломления, изменяя давление рабочего газа.
Ч. с. существуют 3 типов: пороговые, дифференциальные и счётчики полного поглощения. Основными характеристиками первых 2 типов Ч. с. являются эффективность регистрации и разрешающая способность по скорости частиц, т. е. способность счётчика разделять две частицы, двигающиеся с близкими скоростями. Пороговый Ч. с. должен регистрировать все частицы со скоростями, большими некоторой (пороговой), поэтому оптическая система такого Ч. с. (комбинация линз и зеркал) должна собрать, по возможности, весь излученный свет на катод ФЭУ.
Дифференциальные Ч. с. регистрируют частицы, движущиеся в некотором интервале скоростей от u1 до u2 . В традиционных дифференциальных Ч. с. это достигается выделением оптической системой света, излучаемого в интервале соответствующих углов от J1 до J2 . Линза или сферическое зеркало, помещенное на пути черенкового света, фокусирует свет, излученный под углом J, в кольцо с радиусом