Tscherenkow-Strahlung

Tsche|rẹn|kow-Strah|lung ↑ Cherenkov-Strahlung.

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Tscherenkọw-Strahlung,

 

elektromagnetische Strahlung, die von schnellen elektrisch geladenen Teilchen in optisch transparenten Medien erzeugt wird, wenn ihre Geschwindigkeit v größer ist als die Phasengeschwindigkeit c / n (ν) der Strahlung in diesem Medium (c Vakuumlichtgeschwindigkeit, n (ν) Brechzahl des Mediums in Abhängigkeit von der Frequenz ν der Strahlung). Die Tscherenkow-Strahlung wird bei allen Frequenzen emittiert, für die v > c / n (ν) ist (Tscherenkow-Bedingung), vorzugsweise im Bereich des sichtbaren Lichts, und nur in solche Richtungen abgestrahlt, die mit dem Impulsvektor des Teilchens einen Winkel ϑ einschließen, für den cos ϑ = c / n v gilt. Die Tscherenkow-Strahlung wurde 1934 von P. A. Tscherenkow entdeckt und 1937 von I. J. Tamm und I. M. Frank theoretisch als elektromagnetischen Analogon der machschen Wellen in Überschallströmungen erklärt, vergleichbar dem Auftreten einer Kopfwelle in Form eines Mach-Kegels (mit dem halben Öffnungswinkel 90º — ϑ). Die Tscherenkow-Strahlung ist vollständig linear polarisiert, und zwar mit dem Vektor der elektrischen Feldstärke in der durch die Strahlungsrichtung und den Impulsvektor aufgespannten Ebene. Die insgesamt durch die Tscherenkow-Strahlung von einem Teilchen abgestrahlte Energie ist verhältnismäßig gering (auch für v ≈ c weniger als 1 keV/cm Weglänge), weil die Tscherenkow-Bedingung immer nur in einem kleinen Frequenzintervall erfüllt ist.

 

Die Tscherenkow-Strahlung wird in Tscherenkow-Zählern (Tscherenkow-Detektoren) für den energiespezifischen Nachweis geladener Teilchen genutzt. Die Registrierung der Tscherenkow-Strahlung ist für die Aufklärung der Natur der Sonnenneutrinos von grundlegender Bedeutung (Neutrinoastronomie).