Mossbauer اثر: دریافت اور اس کی اہمیت کا اثر

کیا Mossbauer اثر کے بارے میں مضمون میں بات چیت. جیسے اس میں ایک ایٹم میں کوانٹم توانائی کی سطح اور ایک جوہری نویہ، ٹھوس اور اجتماعی quasiparticle تصورات انکشاف.

ریاضی مزہ

طبیعیات میں ایک پیش رفت بیسویں صدی کی پہلی دہائی میں واقع ہوئی ہے کہ سائنس دانوں کے ریاضی میں سنگین علم کا مطالبہ کیا. کئی انکشافات قلم کی نوک پر تو بات کرنے کو واپس لے لیا گیا ہے،: سب سے پہلے میں وہ نظریاتی طور پر شمار کیا اور اس کے بعد عملی طور پر پائے گئے.

مثال کے طور پر، کے وجود تجاذبی لہروں 1910 ء میں آئنسٹائن کی طرف سے کی پیش گوئی کی ہے، صرف 2016 سے experimentally کی تصدیق کرنے کے قابل تھے. دو نیوٹران ستارے کے ولی ارضی طبیعیات پکڑ لیا اور انسانیت کی سائنس میں گروتویی پیمائش کے دور کھول کر طے ہے کہ جھٹکے خلا پیدا کیا ہے. یہاں ذکر کوئی تعجب نہیں کہ کشش ثقل: یعنی ایسے علوم کے Mossbauer اثر قدر ہے. لیکن یہ رعایت کے بجائے حکمرانی ہے. اکثر، نظریہ اور محققین نے ایک دوسرے کے ہیلس پر قدم، ایک مطالعہ اس کے ریاضیاتی وضاحت کے لئے ضرورت کو جنم دیا، اور منفی اختتام نئے، نہیں ابھی تک موصول انحصار کے مفروضہ بن جاتا ہے. Mössbauer اثر اس طرح کے مظاہر میں سے ایک تھا. اس طرح کی "طرف" رجحان مفروضہ ہے اور میکس پلینک 1900 کے اختتام پر اظہار کیا. یہ ئلیکٹرانوں اور جوہری نابیک کی دنیا میں، تمام مقدار صرف مجرد اقدار لے سکتے ہیں، جو کہ کوانٹائزڈ ہے. اور، ان کے اپنے ہی رائے میں، یہ آسان حساب لگانے سے بنا ہے جس کے صرف ایک ریاضیاتی چال تھی. صرف مناسب طریقے سے ایک سنگین جسمانی احساس لے کر نہیں، وضاحت کرنے کے لیے - اس کی زندگی کے آخر تک وہ کوانٹم، یا سب سے چھوٹی ممکن حصہ، مثال کے طور پر، روشنی ہے کہ خیال کیا.

کوانٹم دنیا

تاہم، ایٹموں کے پیمانے پر کیا ہو رہا ہے کی کافی مقدار میں تفصیل میں دلچسپی رکھنے والے دیگر علماء، اس طرح کسی نتیجے کے ممکنہ سمجھا جاتا ہے، اور عطا کے لئے سب کچھ کوانٹائزڈ ہے کہ اسے لے لیا. مخصوص مدار نابیک پر خود کو صرف مخصوص توانائی سطحوں کر سکتے ہیں مرکزے کے گرد الیکٹرون صرف ہو سکتا ہے. therebetween اچٹیں، نابیک گاما شعاعوں پیدا. Mossbauer اثر ہے کہ کارروائی کی واپسی کی ایک قسم کی پیداوار چاہئے، لیکن ایسا نہیں ہے اس کی دلیل. عام طور پر، nanoworld کے رویے کی وضاحت ہے کہ تمام مقدار quantization کے ساتھ مشروط ہیں - کہ مجرد ہے. لیکن نہیں بھولنا رفتار تربوون میں ابتدائی ذرات کو بڑے پیمانے پر کی شرح کی مصنوعات کے طور پر ظاہر کیا جاتا ہے کہ جس کا مطلب ہے کہ وہ، بھی، کوانٹائزڈ ہے کہ بنیادی طور پر مختلف چیز ہے کہ. تو ہے کہ سائنس کی رپورٹ جس میں میکس پٹرا ایچ، یا کم سے کم اثر کی قدر پر مشتمل ہے کہ ان کے مشہور فارمولے ماخوذ، ایک نئے دور کھول دیا. یہ دور تھا کوانٹم طبیعیات کی. Mossbauer اثر، تشریح، جو بعد میں اس رجحان کو دیا گیا تھا، بیسویں صدی کے سائنس کی سب سے اہم سنگ میل سے ایک بن چکے ہیں.

Mössbauer اثر کی دریافت

ہم نے اوپر بیان کیا گیا ہے کے طور پر، نظریاتی نتائج اخذ تجربہ کے ساتھ ہاتھ میں ہاتھ چلا گیا. کچھ عملی نتائج اخذ پلانٹس پر ثابت کر دیا لفظی جمع کیا "گھٹنے پر" اور سکریپ مواد کو کی گئی. سائنسدانوں نے نہ صرف فارمولے کو ظاہر کرنے کے لئے، لیکن یہ بھی فلاسک سیل، دھات کے ساتھ کام کرتے ہیں اور تنصیب کے جمع کرنے کے لئے بورڈ کاٹ کامیاب ہوئے ہیں. بالکل، لیبارٹریز کے سربراہ کو اپنے بچوں کے نتائج کا خلاصہ. تاہم، ہر experimenter بھی ایک انجینئر، آلات تحقیق کے عمل میں براہ راست مخصوص مقاصد کے لئے ڈیزائن کیا گیا ہے، اور کر رہے ہیں کے طور پر تھا. میں کوئی رعایت نہیں اور Mossbauer اثر تھا. ایک ضد ڈاکٹریٹ روڈولف Mossbauer، یہ گرمی کولنگ یونٹ کی پیمائش، کی بجائے کا طریقہ کار تبدیل نہیں تو جائزوں کے سپروائزر کی طرف سے مشورہ کے طور پر اسے کھولنے کی جگہ نہیں لے گا.

ٹھوس

نظریہ، جسے ہم اس سیکشن میں قارئین کو بتائیں گے، یہ پہلی نظر میں واضح لگتا ہے. تاہم، اچھی طرح سے جانا جاتا ہے کے طور پر، آسان ہمیشہ ناقابل یقین کوششوں حاصل کرنے کے لئے. اور اس طرح ہم اب سادہ الفاظ میں بتانے کے لئے Dummies کے لئے Mossbauer اثر لفظی، ایک بار پوری لیبارٹری کام کیا کیا کر سکتے ہیں.

ٹھوس تحت عام طور پر ایک کرسٹل حالت میں ایک مادہ مراد ہے. مختلف ڈگری میں الیکٹرانوں خلاصہ جبکہ اس کیس میں جوہری کے نابیک، ایک سخت متواتر جعلی تشکیل. بالکل، دھات کرسٹل بہت ہی خاص دھاتی بانڈ مرکز سامانییکرت الیکٹرانوں سے الگ کرنے کے طور پر موجود ہے جس کے ذریعے قائم کیا. الیکٹران بادل، اس آزادانہ قانون کی طرف رہتا کرسٹل جعلی کے رویے پر توجہ نہیں دے. زیادہ روایتی Ionic اور covalent بانڈ پیش کریں جس کرسٹل، الیکٹرون زیادہ باریک بینی "اپنے" نابیک کے ساتھ منسلک. لیکن وہاں وہ ایک گیس یا مائع کے مقابلے میں ہمسایہ مراکز کے درمیان منتقل کرنے کے لئے آزاد ہیں.

ٹھوس مجموعہ خواص جو نہ صرف ان میں ہیں کیمیائی عناصر، بلکہ ایک دوسرے کے رشتہ دار جوہری کے انتظام کے توازن. ایک کاربن ساخت کی کلاسک مثال میں نرم گریفائٹ، اور دیگر نکالتا - سب سے مشکل قدرتی مواد - ہیرے. لہذا کنکشن، اور یونٹ سیل کے توازن کے کس قسم کی ایک کٹر جسم پر ایک بہت کا مطلب ہے. ٹھوس کی خصوصیات اور یہ کیا Mossbauer اثر کا انکشاف ہے. ایک ٹھوس میں جوہری کی تمام منسلک ہیں: مندرجہ ذیل کے طور پر اس کی نوعیت بیان کی گئی ہے.

اجتماعی quasiparticles

ابھی ایک کافی بڑی تین جہتی جعلی تصور. ماڈل سب سے زیادہ مناسب نمک کے لئے: نہ اور سے Cl کیوب، ایک کے بعد ایک کی vertices میں واقع ہیں. کسی نہ کسی طرح سے ایک ایٹم پر قبضہ اور اسے، ایک کافی غیر لچکدار کنکشن کو توازن کی عادت جگہ کو توڑنے کے لئے ھیںچو، شکریہ جو ہمسایہ ایٹموں نکالا بعد تو. شماروں کور کی پوزیشن میں تبدیلی کم از کم تیسری آرڈر کے ہمسایوں پر کوئی اہم اثر ہے کہ دکھاتے ہیں. اس کا مطلب یہ سوڈیم "قبضہ" تو اس نے اسے کلورین میں سے ایک outermost پرت مندرجہ ذیل ہمسایہ کلورین جوہری، سوڈیم جوہری نکالا بعد. اس کے اثرات تمام سمتوں میں توسیع کی جا سکتی ہے. یہ عام طور پر چوتھی آرڈر perturbation کے پڑوسیوں ہونے کے برابر ہیں کہ کہا جاتا ہے. تاہم، وہ صفر نہیں ہیں.

نتیجتا، کسی نہ کسی طرح تو مضبوط کرسٹل (جیسے، اسے ایک لیزر یا الیکٹران بیم بھیجنے کے لئے)، کرسٹل جعلی گے "لہروں" "دستک". اس طرح کی اجتماعی تحریک جب کرسٹل میں بہت سے ہمسایہ ایٹموں بیک وقت منتقل یا نیچے محسوس جیسے، phonons بلایا. dummies کے لئے Mossbauer اثر ہے، ہم تفصیلات میں نہیں جائیں گے اور phonons طور ابتدائی ذرات برتاؤ کرنا پایا گیا تھا کہ صرف آپ کو بتا کیا وضاحت کرنے کے لیے دستیاب. مثال کے طور پر ان کے توانائی کوانٹائزڈ ہے، وہ طول موج کی رفتار کے مالک ہیں اور ایک دوسرے کے ساتھ بات چیت کرنے کے قابل ہیں. اس طرح، phonons اجتماعی quasiparticles کہا جاتا ہے. ان کی تعداد اور ٹھوس جسم کا معیار ہے جس میں وہ واقع ہو ایک ڈھانچہ دیا جاتا ہے. حساب لگائیں یہ ہو سکتا ہے، یونٹ سیل کے ایٹموں کا سائز، توازن اور اقسام جاننے والا ہے. phonon کی موجودگی پر بھی کرسٹل جعلی میں آئنوں کے درمیان بانڈز کی لمبائی اور قسم پر اثر انداز.

بینڈ نظریہ

ٹھوس اس کی تمام الیکٹرانوں، اور orbitals کے خلاصہ بیان کے بعد سے (اور اس وجہ سے ان کی توانائی) کو بھی عام کیا جانا چاہئے. سب سے پہلے، ہم کو یاد رکھنا چاہئے الیکٹرانوں fermions نامی ذرات کی اس کلاس سے تعلق رکھتے ہیں. فرمی، Dirac اور Pauli مل کر پایا ایک ریاست میں نظام ہو سکتا ہے، صرف ایک ہی طرح کے ذرہ. ہم نمک کی مثال پر واپس آ جائیں تو، ہر کرسٹل، ہم سوپ یا گوشت چھڑکی سوڈیم اور کلورائد آئنوں کی ایک ناقابل یقین رقم پر مشتمل ہے جس میں. اور ان میں سے ہر ایک الیکٹران، جیسی مدار پر باری باری دکھائے گا جس کی ایک ہی تعداد ہے. ایسا کیسے ہو سکتا ہے؟ مندرجہ ذیل کے طور پر ایک ٹھوس صورت حال سے باہر آتا ہے: مرکز، ایک اور ایٹم کے ایک ہی مدار سے تعلق رکھنے والے کسی بھی دوسری توانائی الیکٹرون سے تھوڑا مختلف ارد گرد تبکرما ہر الیکٹران کی توانائی. اس طرح یہ حاصل کی: کرسٹل میں انتہائی زیادہ توانائی کی سطح ایک کمپریسڈ علاقے کی تشکیل کے لئے کافی چھوٹے ایک دوسرے سے مختلف ہے جس میں موجود ہے. phonons سے ایک ہے کیونکہ چھوٹے ایٹم حدود متعارف کرائے جس perturbations کے بہت مضبوط نہیں ہیں. فرق پڑتا ہے کہ تمام مجموعی طور پر اجتماعی تحریک ہے. لہذا، phonon توانائی، کے طور پر تھے توانائی کے علاقے میں "تحلیل". یہ اور Mossbauer اثر کی بنیاد پر.

برقناطیسی پیمانے

چارج ذرات کی تحریک ایک برقی مقناطیسی میدان کے ہمراہ ہے. یہ حقیقت مثال کے طور پر رکھتا ہے، کیوں ایک سیارے اور مصنوعی سیارہ ان کے مالک کا سوال، جبکہ دیگر - نہیں. برقناطیسی لہروں ان کے تعدد اور اس وجہ سے توانائی کے مطابق قسموں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے. یہ دو خصوصیات باہم ہیں اور طول موج پر منحصر ہے. کیا Mossbauer اثر ہے صرف مختصر طور پر، فراہم کر سکتے ہیں ریڈر سمجھتا ہے کہ برقی مقناطیسی پیمانے گاما تابکاری واقع ہے جہاں. لہذا، ہوائی لہروں پیمانے کھول. نظریاتی طور پر ان کی طول موج کی حد - طول و عرض کائنات. تاہم، اس طرح تابکاری کی توانائی اتنا چھوٹا اسے رجسٹر کرنا ناممکن ہے کہ ہو جائے گا. terahertz تابکاری میں تھوڑی زیادہ فریکوئنسی. تاہم، یہ ہے، اور بہت ہی خاص حالات میں ریڈیو لہروں کا مشاہدہ کیا جاتا ہے: ایک مقناطیسی میدان میں ئلیکٹرانوں کے سندمن، پولیمر کے موڑنے کمپن، ٹھوس میں excitons کی تحریک. برقی سپیکٹرم کے مزید واضح اگلے حصہ - اورکت ویکرن. یہ گرمی کی شکل میں توانائی منتقل کرتی ہے. نظر آنے والی روشنی کی بھی اعلی توانائی. سپیکٹرم انسانی آنکھ کو دیکھتا ہے کہ کے اس حصے پورے پیمانے کے مقابلے میں بہت چھوٹا ہے.

سب سے زیادہ - سرخ روشنی کی سب سے کم توانائی، اور جامنی ہے. اس سلسلے میں، یہ مارکس کا اختلاف جانا جاتا ہے: زیادہ ٹھنڈا پانی نیلے رنگ میں نشاندہی کی جاتی ہے، جن کی توانائی سرخ روشنی کی اس سے زیادہ ہے. برقی پیمانے کی بالائے بنفشی حصہ پہلے ہی ایک ٹھوس میں گھسنا کرنے کے لئے ایک کافی زیادہ تعدد ہے کہ بعد. حقیقت یہ ہے کہ لوگ ہیں، ہمارے سیارے پر دیگر جانداروں کی طرح، بالائے بنفشی روشنی کو خبر نہیں ہے اس حقیقت کے باوجود، حیاتیاتی حیاتیات کے مناسب کام کاج کے لئے اس کی اہمیت بہت زیادہ ہے. بالائے بنفشی مطالعہ کا اہم ذریعہ سورج ہے. ہائر توانائی اور بہت سے مادہ گھسنا کرنے کی صلاحیت ایکسرے ہے. اس طرح تابکاری کے ذریعہ برقی شعبوں میں الیکٹرانوں کی سست ہے. ئلیکٹرانوں ہو سکتا ہے پابند، یعنی دونوں ایٹموں اور مفت تعلق رکھتے ہیں. طبی آلات مفت الیکٹرانوں کی طرف سے آلات ہیں. آخر میں، سب سے مشکل اور سب سے زیادہ شارٹ لہر گاما تابکاری ہے.

ایکس رے اور ڈے گاما

Mossbauer اثر اور طبیعیات اور انجینئرنگ میں اس کی درخواست گاما کرنوں اور ایکس رے کے درمیان فرق کرنے کی ضرورت ہے. توانائی کی سطح اور اس کے مطابق، کی طرف سے، طول موج وہ وورلیپ کی ایک بہت وسیع رینج میں ہیں. کہ 5 picometres کی طول موج کے ساتھ ایک گاما اور ایکس رے ہے، ہے. ان کی تیاری کے لئے مختلف طریقوں. مندرجہ بالا وضاحت کی، ایکس تابکاری جب الیکٹرانوں کی سست وقت ہوتی ہے. اس کے علاوہ، کچھ عمل (جوہری سمیت) میں اس طرح کے طور پر یورینیم کافی بھاری ایٹم اندرونی شیل سے الیکٹران غائب. تاہم، دوسرے الیکٹرون ان کی جگہ لینے کے لئے ہوتے ہیں. اس طرح ٹرانزیشن، اور بن ایکس رے کا ایک ذریعہ. گاما کرنوں نابیک کے نتیجہ میں ایک اعلی حوصلہ افزائی ریاست سے ٹرانزیشن ہے. جس کو یہ تابکاری ایک اعلی تیز صلاحیت ہے اور ionizes ایٹموں انٹرایکٹ. ڈے گاما رے ایک ایٹم کے مرکزے کے ساتھ ٹکرا جب جس میں ایک نام نہاد رشوت وہاں ہونا ضروری ہے. تاہم عملی طور پر یہ ہے کہ غیر لچکدار جسم سے تعلق رکھنے والے ایک ایٹم کے مرکزے کے ساتھ گاما کرنوں کی بات چیت، اثر غائب ہے باہر کر دیا. یہ کہ اضافی توانائی حقیقت سے سمجھایا طور کرسٹل کی الیکٹرانک بینڈ کی طرف سے "گندا" تھے، ایک phonon تخلیق کر رہا ہے.

جاء

Mossbauer اثر اور اس کی درخواست باریک بینی سے ایک حیرت انگیز حقیقت یہ ہے کہ سے متعلق ہے: مظہر دوری جدول کی تمام کیمیائی عناصر پر عمل نہیں کرتا. اس کے علاوہ، یہ صرف کچھ مادہ جاء کے لئے اہم ہے. قاری اچانک بھول جاتا ہے تو کیا یاد کے ہم جاء. یہ معلوم ہے کہ کسی بھی ایٹم برقی غیر جانبدار ہے. اس کا مطلب ہے کہ الیکٹران شیل میں جتنا مثبت پروٹانوں کے مرکز میں. تاہم، بنیادی بھی الزام کے بغیر ایک نیوٹران، ذرہ پر مشتمل ہے. تم مرکز میں نمبر تبدیل کرتے ہیں تو، بجلی کی غیر جانبداری کی خلاف ورزی نہیں ہے، لیکن ایٹم کی خصوصیات قدرے تبدیل کردیا. اس کے علاوہ، یہ ہوتا بھاری آاسوٹوپ تابکار ہوتا ہے اور جبکہ عام معاملہ کافی مستحکم ہے، کشی کا شکار ہے. کنکریٹ عناصر اور ان کے ہم جاء، جس Mossbauer اثر کی طرف سے خصوصیات ہیں کے ایک بالکل فہرست. ⁵⁷ فے کی کھوج، مثال کے طور پر، عام طور پر اس رجحان کی طرف سے قابل اعتماد کر رہا ہے.

کوانٹم اثرات کا استعمال

جس میں ایک یا خرد دنیا سے متعلق دیگر پرختیارپنا کی تصدیق پیداوار کا تجربہ،، یہ اکثر آسان نہیں ہے. اس کے علاوہ، یہ کیا فوائد وہی اثر Mossbauer لا سکتے ہیں واضح نہیں ہے؟ اس کے استعمال سے، تاہم، کافی وسیع ہے. کرسٹل کی خصوصیات میں سے تفتیش مواد، امورفووس solids اور باریک comminuted پاؤڈر اس کوانٹم مظہر ذریعے سمیت اس وقت ہوتی. مثلا طب - اس طرح کے اعداد و شمار، اور بہت قریب آدمی شعبوں میں پریکٹس حصوں (نظریاتی طبیعیات) سے کافی دور میں ضرورت ہے. اس طرح، Mossbauer اثر اور اس کے استعمال سے بھی روزمرہ کی زندگی میں، فوائد کی ایک بہت کچھ لے کر آتا ہے جس میں نظریاتی دریافت، کی ایک مثال کے طور پر غور کیا جانا چاہئے.