Казалось бы, все хорошо, точность обеспечена. Но следует учесть еще один эффект, в корне портящий точность часов. Теперь, наконец, мы подошли очень близко к сути дела. Фотон, вылетая из ядра, обладает импульсом, или количеством движения. При излучении суммарное количество движения системы ядро — фотон должно сохраняться; оно должно быть таким же, как у ядра до излучения, т. е. равным нулю. Поэтому в соответствии с законом сохранения количества движения ядро в момент вылета фотона получает такой же, как и фотон, импульс, но направленный в противоположную сторону. Вспомним отдачу ружья при выстреле. По закону сохранения импульса ружье получает такой же импульс, какой получает пуля, по направленный в противоположную сторону. В сумме импульс ружья и пули равен нулю, каким он был до выстрела. В сумме импульс фотона и импульс ядра тоже дадут нуль, как и было до излучения. Но при этом ядро приобретает некоторую кинетическую энергию: энергия излучения распределяется между фотоном и ядром. Кинетическая энергия частицы равна квадрату ее импульса, деленному на удвоенную массу. Чем меньше масса ядра, тем большую долю энергии оно уносит при излучении. Распределение энергии между ядром и фотоном обратно пропорционально их массам. Массу фотона можно найти, разделив его энергию на квадрат скорости света. Масса ядра железа-57 известна. Проведя несложные вычисления, находим, что масса ядра приблизительно в 2-106 раз больше массы фотона. Таким образом, благодаря отдаче, такой же по природе, как отдача при выстреле из ружья, ядро уносит энергию излучения, равную 14* 103/2- 10б = 7-10~3 Эв. Это уже не так мало, во всяком случае во много раз больше неопределенности в энергии фотона, равной примерно 10~8 Эв. Благодаря такой потере резонанс нарушается, в данном случае энергия фотона оказывается уже недостаточной для возбуждения ядра железа-57 в мишени. Но надо иметь в виду, что при попадании фотона в ядро мишени и оно, согласно закону сохранения импульса, приобретает импульс, равный импульсу фотона. Вместе с импульсом к ядру должно переходить в виде поступательной кинетической энергии еще около 7-10~3 Эв, на возбуждение колебаний остается еще меньше энергии. Вследствие отдачи при испускании фотона и увеличения импульса ядра при его поглощении мишенью, казалось, исчезла всякая надежда на получение резонансного поглощения.
Еще интересные статьи :
Свежие комментарии