| 8406202 9216 1210 912 1АННЫЕ НЕЙТРОНЫ, совокупность нейтронов, спины к-рых имеют преимущественную ориентацию по отношению к к.-л. выделенному направлению в пространстве, обычно направлению магнитного поля. Т. к. нейтрон обладает спином 1/2, то в магнитном поле Н возможны 2 ориентации его спина: параллельно или антипараллельно Н. Нейтронный пучок поляризован, если он содержит разное количество N нейтронов со спинами, ориентированными вдоль (N+) и против поля (N-). Степень поляризации характеризуют величиной
P = (N+- N-)(N+ + N-).
Впервые П. н. были получены при пропускании пучка нейтронов через намагниченную до насыщения железную пластину (метод предложен Ф. Блохам в 1936 и исследован Д. Юзом с сотрудниками в 1947, США). Нейтроны, спины к-рых параллельны направлению намагниченности ферромагнетика, сильнее рассеиваются и выбывают из пучка. В результате пучок нейтронов, прошедший через пластину, обогащается нейтронами со спинами, антипараллельными намагниченности. Метод требует сильных намагничивающих полей. В полях Н ~10000э наибольшая степень поляризации P = 0,6.
Более эффективен дифракционный метод (разработан К. Шаллом, Е. Воланом и В. Колером, США, 1951), основанный на дифракции нейтронов от определённых плоскостей намагниченных ферромагнитных монокристаллов (см. Дифракция частиц), напр. сплава Со - Fe. Меняя величину намагниченности и семейства отражающих плоскостей кристалла, можно изменять амплитуду когерентного магнитного рассеяния от 0 до нек-рой макс. величины. Это означает, что для ферромагнитного монокристалла можно подобрать такое брэгговское отражение и величину намагниченности, чтобы ядерная b и магнитная fмамплитуды оказались равными. Тогда для нейтронов со спином, антипараллельным направлению намагниченности, суммарная амплитуда рассеяния равна 0, т. е. под углом Брэгга отразится пучок нейтронов со спинами, параллельными намагниченности. Дифракционный метод позволяет получить монохроматич. пучок П. н. тепловых и резонансных энергий (см. Медленные нейтроны) со степенью поляризации до 0,99.
Часто для получения П. н. пользуются методом отражения нейтронов от намагниченных ферромагнитных зеркал (напр., из Со). При определённых условиях полное отражение испытывают нейтроны со спинами, параллельными намагниченности ферромагнетика. Метод позволяет получить интенсивные отражённые поляризованные пучки нейтронов. Поляризатором нейтронов может служить также неоднородное магнитное поле. Пучок нейтронов, проходя через такое поле, расщепляется на 2 пучка, т. к. на нейтроны с двумя разными ориентациями спинов действуют противоположно направленные силы (см. Штерна - Герлаха опыт).
Одним из методов получения П. н. является рассеяние нейтронов на ориентированных ядрах. Для этого нейтроны пропускают через поляризованную ядерную мишень. Амплитуда ядерного рассеяния зависит от ориентации спина нейтрона относительно спина ядра. Максимальное рассеяние соответствует параллельности спинов нейтрона и ядра, минимальное - их антипараллельности. Особенно эффективна мишень, содержащая ориентированные протоны. Т. к. сечение рассеяния медленных нейтронов на протонах не зависит от их энергии, то удаётся получить П. н. в интервале от 10-2эв до 104-105 эв. Впервые этот метод был осуществлён Ф. Л. Шапиро с сотрудниками в 1963. П. н. с энергией > 106 эв образуются при рассеянии нейтронов на ядрах за счёт спин-орбитального взаимодействия.
П. н. имеют многочисленные применения в ядерной физике как для исследования фундаментальных свойств взаимодействия нуклонов (несохранение чётности в ядерных силах, временная инвариантность ядерных взаимодействий, динамика В-распада нейтрона), так и при изучении структуры ядра. В физике твёрдого тела П. н. позволяют исследовать конфигурацию неспаренных электронов в магнетиках (прецизионные измерения распределения неспаренных электронов атомов и ионов в кристаллич. решётке привели в ряде случаев к обнаружению отклонений распределения заряда от сферически симметричного), измерить магнитные моменты отдельных компонент в сплавах, величину и знак амплитуд магнитного рассеяния и т. д., исследовать изменения поляризации нейтронов при их рассеянии, а также поворот плоскости поляризации в нек-рых кристаллах (что облегчает расшифровку сложных магнитных структур). Неупругое рассеяние П. н. расширяет возможности исследования динамич. свойств решётки магнитных кристаллов. П. н. применяются также при изучении фазовых переходов ферромагнетик - парамагнетик и т. д.
Лит.: Власов Н. А., Нейтроны, 2 изд., М., 1971; Гуревич И. И., Тарасов Л. В., Физика нейтронов низших энергий, М., 1965; Абов Ю. Г., Гулько А. Д., Крупчицкий П. А., Поляризованные медленные нейтроны, М., 1966; Юз Д., Нейтронная оптика, пер. с англ., М., 1955.
Ю. Г. Абов.
ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ ЯДРА, см. Ориентированные ядра.
ПОЛЯРИЗУЕМОСТЬ атомов, ионов и молекул, способность этих частиц приобретать дипольный момент р (см. Диполь) в электрич. поле Е. Появление р обусловлено смещением электрич. зарядов в атомных системах под действием поля Е; такой индуцированный момент р исчезает при выключении поля (понятие П. не относят, как правило, к частицам, обладающим постоянным дипольным моментом, напр, к полярным молекулам).
В относительно слабых полях зависимость р от Е линейная;
[2023-8.jpg]
где а имеет размерность объёма и является количеств. мерой П. (её также наз. П.). Для нек-рых молекул значение П. может зависеть от направления Е (анизотропная П.). В сильных электрич. полях зависимость р (Е) перестаёт быть линейной.
В формуле (1) Е - электрич. поле в месте нахождения частицы - т.н. локальное поле; для изолированной частицы (напр., молекулы разреженного газа) оно совпадает с внешним полем Евнеш; в жидкости или кристалле к Евнеш добавляются поля ЕВНУТР, создаваемые окружающими данную частицу другими заряженными частицами.
При включении поля момент р появляется не мгновенно, время установления т момента р зависит от природы частиц и окружающей среды. Ста-тич. полю отвечает статич. значение П. В переменном, напр. изменяющемся по гармонич. закону, поле П. зависит от его частоты со и времени установления г. При достаточно низких w и коротких т момент р устанавливается син-фазно с изменениями поля и П. совпадает со статич. П. При очень высоких w или больших г момент р может вообще не возникать (частица "не чувствует" присутствия поля, П. нет). В промежуточных случаях (особенно при w =~ 1/г) наблюдаются явления дисперсии и поглощения.
Различают неск. видов П. Электронная П. обусловлена смещением в поле Е электронных оболочек относительно атомных ядер; ионная П. (в ионных кристаллах) - смещением в противоположных направлениях разноимённых ионов из положения равновесия; атомная П. обусловлена смещением в поле Е атомов разного типа в молекуле (она связана с несимметричным распределением в молекуле электронной плотности). Температурная зависимость этих видов П. слабая: с ростом темп-ры П. несколько уменьшается.
В физике твёрдых и жидких диэлектриков под П. понимают среднюю П. (поляризацию Р, рассчитанную на 1 частицу и приходящуюся на единицу поля: а = = P/EN, где N - число частиц). П. полярных диэлектриков наз. ориентационной. Поляризация диэлектриков при скачкообразных переходах его частиц из одного возможного состояния в другое под действием поля Е можно описывать, вводя релаксационную П. Характерной особенностью этих видов П. является их резкая зависимость от темп-ры.
В лит-ре по физике диэлектриков иногда наз. П. коэфф. пропорциональности X между Р и Е: Р = x Е, т. е. диэлектрическую восприимчивость.
Понятие П. получило большое применение в физике диэлектриков, молекулярной физике и физ. химии. Для относительно простых систем связь между П. и макроскопич. характеристиками вещества описывается, напр. для электронной П., Лоренц - Лоренца формулой или Клаузиуса - Моссотти формулой, а с учётом ориентационной П.- формулой Ланжевена - Дебая. С помощью этих (и подобных им) формул можно экспериментально определять П. Понятие П. применяется для объяснения и исследования ряда оптич. явлений: поляризации света, рассеяния света, оптич. активности, комбинационного рассеяния света, особенно в системах из многоатомных молекул (в частности, белков).
Лит.: Сканави Г. И., Физика диэлектриков (область слабых полей), М.- Л., 1949; Фрёлих Г., Теория диэлектриков, пер. с англ., М., 1960; Волькенштейн М. В., Строение и физические свойства молекул, М.- Л., 1955. А.А.Гусев.
ПОЛЯРИМЕТР, 1) прибор для измерения угла вращения плоскости поляризации монохроматич. света в оптически-активных веществах (дисперсию оптической активности измеряют спектрополяриметрами). В П., построенных по схеме полутеневых приборов (рис. 1, 2), измерение сводится к визуальному уравниванию яркостей двух половин поля зрения прибора и последующему считыванию показаний по шкале вращений, снабжённой нониусом. Эту методику, несмотря на её принципиальную простоту, отличает достаточно высокая для мн. целей точность измерений, что обусловило широкое применение полутеневых П. Однако более распространены автоматич. П. с фотоэлектрич. регистраци |
