Bərk ciSİMLƏRİN İSTİLİk tutumu

v>v_faza
şərti alınır. Bu isə o deməkdir ki, mühitdə hərəkət edən zərrəciyin işıq buraxması üçün onun  sürəti işığın bu mühitdəki _faza faza sürətindən hökmən böyük olmalıdır. Buradan aydın olur ki, vakuumda hərəkət edən zərrəciyin işıq buraxması mümkün deyildir. Çünki işığın vakuumda sürəti _faza=c olduğundan, zərrəciyin hərəkət sürəti nisbilik nəzəriyyəsinə görə c ola bilməz. Qeyd edək ki, zərrəcik işığın buraxılması üçün lazım olan enerjini öz kinetik enerjisinin azalması hesabına əldə edir. Çünki şərtə görə işıq buraxılarkən zərrəciyin daxili halı dəyişməz qalır. Bu səbəbdən də zərrəciyin hərəkəti yavaşıyır. Lakin bunula əlaqədar olaraq yaranan təcil özlüyündə hadisənin mexanizminə təsir etmir. Məhz bu mənada deyirlər ki, şərt ödəndikdə yüklü zərrəciyin mühitdə təcilsiz (bərabərsürətli) hərəkəti zamanı da işığın buraxılması mümkündür.
İndi isə şüalanan zərrəciyin hərəkət zamanı daxili halının dəyişdiyini fərz edək. Buna misal olaraq hərəkət edən atomu və ya ionu göstərmək olar. Bu halda işığın buraxılması atomun daxili enerjisinin və kinetik enerjisinin hesabına baş verir. Ё13-də olduğu kimi, sükunətdə olan atomun şüalandırdığı işığın tezliyini , hərəkət edən atomun buraxdığı işığın tezliyini isə  ilə işarə edək. Bundan başqa

Olduğunu nəzərə alsaq və sadəlik naminə E_޲ və (E₀ – E₀^’)² kiçik kəmiyyətləri nəzərə almayaq. Bu kəmiyyətlər ħ² ilə mütənasib olduğu üçün çox kiçikdirlər. Deməli, bizim istifadə etdiyimiz yaxınlaşmada ħ ilə düz mütənasib olan hədlər saxlanır, ħ² ilə düz mütənasib olan hədlər isə nəzərə alınmır. Məhz bu yaxınlaşma sayəsində son ifadələrdə ħ Plank sabiti qalmır və Dopler effekti üçün klassik nəticə alınır. Beləliklə, E=E₀/ olduğunu nəzərə alaraq aşağıdakı klassik ifadəni yaza bilərik.

Burada aşağıdakı kimi 3 hal ola bilər:
1. 1- = 1- _faza 0 yəni mənbəyin sürəti işığın mühitdəki faza sürətindən kiçikdir. Bu halda 1-βncosθ>0 və ifadəsində kəsrin məxrəci müsbət işarəlidir. Şüalanma zamanı həmişə Eş>0 olduğundan, deməli, şüalanmanın baş verməsi üçün hökmən E₀–E₀′>0 olmalıdır, yəni şüalanma nəticəsində atom daha yüksəkenerji səviyyəsindən daha aşağı enerji səviyyəsinə keçməlidir. Məsələn, xüsusi misal kimi qeyd edək ki, baxılan halda həyəcanlanmamış atomşüa buraxa bilməz. İfadəsində enerjidən tezliyə keçmək üçün Eş=ħω′ və E₀–E₀′=ħω yazmaq kifayətdir. Burada nəzərə alınır ki, sükunətdəolanatom E₀ enerjili yuxarı səviyyədən E₀′ enerjili aşağı səviyyəyə keçərkən onun daxili enerjisinin bütün dəyişməsişüalanmaya sərf olunur. Beləliklə, düsturundan

ifadəsi alınır. Göründüyü kimi, düsturu vakuum üçün olan uyğun düsturundan məxrəcdə işığın vakuumdakı c sürətinin əvəzinə mühitdə υ_faza sürətinin olması ilə fərqlənir. Eninə Dopler effektində (cosθ=0) isə mühitin heç bir təsiri yoxdur. Bu effekt yalnız zamanın relyavistik ləngiməsi ilə təyin olunur.

2. yəni mənbəyin sürəti işığın mühitdəki faza sürətindən böyükdür. V. L. Qinzburq vəİ. M. Frankın göstərdiyi kimi, bu halda anomal (işıq sürətindən böyük) Dopler effekti baş verir. Burada iki hal mümkündür:

a) İşığın buraxılması elə θ bucağı altında baş verir ki, ifadəsində məxrəc müsbət olsun, yəni cosθ<1/βn. Başqa sözlə, şüalanma Çerenkov konusundan, yəni cosθ=1/βn şərti ilə təyin olunan konusdan kənara doğru istiqamətlənmişdir. Bundan əvvəl baxdığımız 1 halında olduğu kimi, bu halda da şüalanma E₀>E₀′ olduqda,yəni atom yuxarı enerji səviyyəsindən aşağı enerji səviyyəsinə keçdikdə baş verə bilər. Şüalanan işığın ω′ tezliyiyenə də düstur ilə təyin olunur.
b) Şüalanma eləθ bucağı altında baş verir ki, ifadəsində məxrəc mənfi işarəli olsun, yəni cosθ>1/βn. Bu isə o deməkdir ki,şüalanma cosθ=1/βn Çerenkov konusunun daxilində yayılır. Bu halda şüalanmanın baş verməsi üçün E00′–E₀=ħω ifadəsində ω, sükunətdə olan atom E₀′ enerjili yuxarı səviyyədən E₀ enerjili aşağı səvmyyəyə keçərkən buraxıla biləcək işıq tezliyidir. Bu ω tezliyihəm də sükunətdə olan atomun E₀ enerjili aşağı səviyyədən E₀′ enerjili yuxarı səviyyəyə tərs keçidi zamanı uda biləcəyi işığın tezliyinə bərabərdir. E_ş kəmiyyəti yenə də Eş=ħω′ kimi təyin olunur və ona görə də baxılan hal üçün biz aşağıdakı düsturu alırıq:

3. yəni atom işığın mühitdə faza sürətinə bərabər sürətlə hərəkət edir. Bu halda, əgər atom yüklüdürsə (ion), Vavilov – Çerenkov şüalanması baş verir.

1904-cü ildə, yəni nisbilik nəzəriyyəsi yaranmamışdan bir il əvvəl A.Zommerfeld vakuumda işıq sürətindən böyük sürətlə hərəkət edən yüklü hissəciyin şüalanması haqqında elmi iş çap etdirmişdi. Lakin bir ildən sonra nisbilik nəzəriyyəsi çap olundu və bu nəzəriyyəyə əsasən, yüklü zərrəciyin vakuumda işıq sürətindən böyük sürətlə hərəkəti mümkün olmadığı üçün Zommerfeldin həmin elmi işi öz mənasını itirmiş hesab olundu və unuduldu. Frank və Tamm Vavilov-Çerenkov şüalanmasının izahını verdikdən sonra Zommerfeldin yuxarıda göstərilən elmi işindən xəbərdar olmuşlar. Bununla əlaqədar olaraq Tamm ona Nobel mükafatı təqdim edilərkən oxuduğu mühazirədə göstərmişdir ki, Vavilov-Çerenkovşüalanmasının mexanizmi həddən artıq sadə imiş. Bu hadisənin mümkünlüyü onun faktik olaraq müşahidə olunduğu vaxtdan xeyli əvvəl klassik elektrodinamika qanunlarına görə asanlıqla əvvəlcədən nəzəri olaraq söylənə bilərdi. Lakin bu ona görə ləngimişdir ki, uzunmüddət ərzində fiziklər yüklü zərrəciyin yalnız təcillə hərəkət edərkən şüalana bildiyini və özü də bu hərəkətin sürətinin işıq sürətindən böyük ola bilmədiyini qəbul etmişlər. Lakin başa düşməmişlər ki, maddə cisimlər üçün sürətin maksimal qiyməti işığın yalnız vakuumda c sürəti nəzərdə tutulur. Zərrəciyin mühitdə işığın faza sürətindən böyük sürətlə hərəkət etməsi nisbilik nəzəriyyəsinə zidd deyildir.
Vavilov-Çerenkovşüalanması eksperimental nüvə fizikasında və elementar
zərrəciklər fizikasında müxtəlif tətbiqlərə malikdir. Bu şüalanmanın zəif olmasına baxmayaraq işığı qəbul edən cihazların böyük həssaslığı hətta bir dənə yüklü zərrəciyin doğurduğu şüalanmanı qeydə almağa imkan verir. Vavilov-Çerenkov şüalanmasına görə zərrəciyin yükünü, sürətini, hərəkət istiqamətini və tam enerjisini təyin etməyə imkan verən cihazlar yaradılmışdır. Nüvə reaktorunun işinə nəzarət üçün Vavilov – Çerenkov şüalanmasının tətbiqi də praktik əhəmiyyət kəsb edir.
Çerenkov sayğacı adlanan qurğuların iş prinsipi Vavilov-Çerenkov şüalanmasına əsaslanmışdır. Bu sayğaclar, şüalanması fotoçoxaldıcılar vasitəsilə qeydə alınan yüklü relyativistik (böyük sürətli) zərrəciklərin detektorlarıdır. Çerenkov sayğaclarının əsas vəzifəsi eyni impulsa, lakin müxtəlif sürətəmalik olan relyativistik zərrəcikləri ayırmaqdan ibarətdir. Məsələn, fərz edək ki, relyavistik protonlardan və π–mezonlardan ibarət olan dəstə eninə bircinsli maqnit sahəsindən keçir. Keçən zərrəciklərin trayektoriyasının istiqaməti onların yalnız impulsları ilə təyin olunacaq və sürətlərindən trayektoriyasının istiqaməti onların yalnız impulsları ilə təyin olunacaq və sürətlərindən asılı olmayacaqdır. Diafraqmaların köməyi ilə eyni impulsa malik olan protonları və n- mezonları ayırmaq olar. Kütlələri fərqli, impulsları isə eyni olduğuna görə n-mezonların v„ sürəti protonların u_p sürətindən bir qədər böyük olacaqdır. Əgər alınan dəstəni qazın içərisindən buraxsaq və qazın n mütləq sındırma əmsalını elə seçsək ki,
ödənsin. Onda n-mezonlar Vavilov-Çerenkov şüalanması verəcək, protonlar isə bu şüalanmanı verməyəcəkdir. Beləliklə, sayğac yalnız n-mezonları qeyd edəcək, protonları isə qeyd etməyəcəkdir. Sayğacın kamerasındakı qazın təzyiqini dəyişməklə onun n mütləq sındırma əmsalını dəyişmək olar.
Nəhayət, belə bir məsələni araşdıraq ki, mühitdə təcilsiz hərəkət edən yüklü zərrəciyin hərəkət sürəti işığın bu mühitdə faza sürətindən kiçik olsa elektromaqnit şüalanması yarana bilərmi? Əgər mühit bircinslidirsə, şüalanma baş verməyəcək. Doğrudan da, hərəkət edən yüklü zərrəcik öz yolunda mühitin atom və molekullarını həyəcanlandıracaq və onlar şüa buraxacaqlar. Lakin interferensiya nəticəsində bu şüalanmalar bir-birini söndürəcəkdir. Çünki zərrəciyin təcilsiz hərəkəti və mühitin bircinsli olması sayəsində bu şüalanmaların amplitudu eyni olacaq, zərrəciyin hərəkət etdiyi məsafə böyüdükcə isə onların fazaları xətti artacaq. Lakin mühit qeyri- bircinslidirsə, onda sönmə olmayacaq və şüalanma baş verəcəkdir. Bu, keçid şüalanması adlanır və onun mümkünlüyünü ilk dəfə 1944-cü ildə V. L. Qinzburq və İ. M. Frank göstərmişlər.
Keçid şüalanmasının mənşəyini aşağıdakı misaldan əyani şəkildə başa düşmək olar. Əgər elektron (və ya digər yüklü zərrəcik) ideal metalın müstəvi sərhəddi qarşısında yerləşmişdirsə, onda metaldan xaricdə elektrik sahəsinə elektrondan və bu elektronun metalın səthində "elektrik xəyalından" ibarət olan bir dipolun elektrik sahəsi kimi baxmaq olar. Elektron metala doğru hərəkət etdikdə onun elektrik xəyalı da ona doğru hərəkət edir və dipolun elektrik momenti azalır ki, bunun da nəticəsində şüalanma baş verir. Elektron metalın sərhəddini keçən anda elektronun və onun elektrik xəyalının annihilyasiyası baş verir. Buna oxşar olaraq, elektron metaldan vakuuma keçəndə də keçid şüalanması baş verir.
Yüklü zərrəcik iki dielektrikin sərhəddini keçəndə də keçid şüalanmasının yaranması buna oxşar olaraq izah edilə bilər.
Keçid şüalanmasından relyativistik zərrəciklər sayğacında bu zərrəciklərin sürətini təyin etmək üçün istifadə olunur.