Samarqand davlat universiteti fizika fakulteti qattiq jismlar fizikasi kafedrasi

4. Qattiq jismlarning erishi va bug`lanishi
Messbauer effekti
1904 yilda Vud natriy (Na) bug’lariga sariq to’lqin uzunligidagi nur tushirganda bu bug’lar huddi shunday to’lqin uzunligidagi nurlar chiqarib shu'lalana boshlashini aniqladi. Keyinchalik simob (Ng) va boshqa elementlarda ham shunday hodisalar ko'zatildi. Bu hodisa rezonans nurlanish va rezonans yutilish deb atala boshlandi.
Bunda atomlar asosiy holatdan eng yaqin uyg’ongan holatga o'tganda chastotaga ega bo'lgan Е=  energiyali nurni intensiv yutadi, so'ngra asosiy holatga qaytishda shunday chastotali nurlarni chiqaradi (12.6- rasm).
Fluoressensiyalanuvchi moddadan o'tgan yorug’lik, yutilishi tufayli, susayadi. Shu sababli rezonans fluoressensiya o'rniga ko'pincha yorug’likning rezonans yutilishi deb aytiladi.
Atom yadrolari atomlarning o'zi kabi diskret energiya sathlariga ega. Yadro sathlari orasidagi o'tishlarni  - nurlar hosil qiladi. Atomlarga ko'rinadigan nurlar tushganda hosil bo'ladigan rezonans fluoressensiyaga o'xshash, yadrolarga  - nurlari tushganda ham fluorestsentsiya bo'lyapti deb o'ylash mumkin. Lekin,  - nurlarda rezonans fluorestsentsiya hodisasini kuzatishga uzoq vaqt muvaffaq bo'linmadi.

Yadrolar tomonidan  - nurlarining rezonans yutilishi deb shunday  - nurlariga aytiladiki, bu nurlarning  chastotasi, asosiy holat bilan uyg’ongan holatlardan biri orasidagi energiya   ga teng bo'ladi.

Ya'ni, bu rezonansning ma'nosi shuki, u huddi shunday chastotali  - fotonlar chiziqida bo'ladi, bu  fotonlar yadro uyg’ongan holatlardan normal holatga o'tganda sodir bo'ladi.  - nurlarini nurlanish va yutilish jarayonida yadro olgan tepki energiya hisobga olinadi.

Yadro W uyg’ongan holatdan asosiy holatga o'tganda
_нур = W_ф = W - W_яenergiyali nurlar nurlanadi, bu erda W_я - yadro olgan tepki energiya.
Aksincha, yutilishda esa
W_ф = _ютил = W + W_я >W
energiyali nurlar yutiladi.
Yutilish va nurlanish chiziqlarida chastotalar bir-biriga nisbatan
 _yutish -  _nur =  ga siljigan bo'ladi. Demak,  kvantning yutilish va nurlanish jarayonida yadro olgan umumiy tepki energiya: = 2Wya.
Yadroga beriladigan Wya tepki energiya foton impulsi R_f bilan aniqlanadi, bunda yutilish va nurlanish vaqtida yadro R_ya = R_f tepki impulsni oladi:

bu erda M_ya - yadro massasi. Masalan iridiy yadrosining W=129 keV holati uchun W_ya = 0,05 eV, h = 0,1 eV bo'lib, sathning tabiiy kengligidan ancha katta. Shu sababdan alohida yadro uchun rezonans yutilish hodisasi kuzatilmaydi.
Yadro kristall panjarada turganda  - nurlarining yutilishi yoki nurlani-shida unga beriladigan tepki energiya keskin kamayadi, chunki bu holda yadro olgan impuls va tepki energiya bitta yadroga emas butun kristall panjaraga beriladi. Kristallning massasi yadro massasidan katta, yutilishda va nurlanishda yo'holuvchi energiya Wya juda kichik bo'ladi. Bunday holda  - fotonlarining rezo-nans yutilishi va nurlanishi kuzatiladi, bu rezonans ma'lum chastotaga mos ke-ladi va uning kengligi tabiiy kenglik tartibida bo'ladi.
 - nurlarini (tepki) energiya yo’qotmasdan rezonans nuralanishiga (yuti-lishiga) Messbauer effekti deyiladi.