什么是切伦科夫效应?启动核反应堆时,为何总会发出幽蓝色极光?
随着一声巨响,核反应堆启动,梦幻般的蓝光从水下冒出,为什么核反应堆启动时会冒出蓝光,这个蓝光是从哪里来的,1932年,28岁的切伦科夫在实验过程中发现镭放射源发出的粒子穿透戒指时会产生一种蓝光,切伦科夫对这种蓝光是荧光的说法并不认同,于是进行研究,最终发现了新的辐射现象,就是切伦科夫效应,从根本上来讲这种效应与光速有关,虽然说光速是宇宙中最快的速度,并且不可能被超越,但这种情况的前提是在真空环境下,当光遇到玻璃塑料水甚至空气等透明戒指时,它的速度就会减慢。
此时媒介中的光速比真空中的光速小,粒子在媒介中的传播速度就有可能,超过媒介中的光速,切伦科夫效应就发生了,一般来说肉眼是看不到切伦科夫效应的,只有强度很大的时候,例如在核反应堆的池水中才会产生浅蓝色的光辉,而这种看得见的切伦科夫效应,就是由于反射堆射来的高能电子的速度比光在水中的速度大,又比真空中的光速小的原因引起的,为什么这种效应产生的光芒是蓝色,而不是红色或者其他颜色,要知道光是由电子内部的能级跃迁,所释放出的能量形成的不同等级的跃迁会释放不同频率的光,呈现在人的眼睛里就是不同的颜色,所以切伦科夫效应射出的蓝光,其实是高速射出的带电粒子,使得水中原子的电子吸收能量。
然后在电子的跃迁过程中,多余的能量以光子的形式被释放,而被释放出的光子处于蓝色光的频率,所以在我们看来它就是一种蓝色的光芒,光速是光的一个极限速度,当物质超过光速时产生的是梦幻的蓝色,当速度超过音速时又会发生什么神奇的现象,物体在运动时总会产生一个阻力,并且速度越快阻力越大。
当物体的运动速度接近音速时,这种强大的阻力会使物体产生一种强烈的震荡,从而使速度衰减,这种现象被俗称为音障,而当物体突破音障也就是超过音速时,被压缩的能量会以波的形式互相影响,从而产生音爆,反应到人的耳朵里,就是两声雷鸣般的巨响,音爆只有在飞机做超音速飞行时才会出现,并且飞机在突破音障时还会形成一种音爆云,就像给飞机套上了一件天鹅裙一样,音爆虽然神奇,可当它被人们应用在战争方面时,其巨大的声响也给民众带来了许多不利的影响,音爆弹就是一个典型的例子。