В нейтронной оптике для анализа строения вещества используются волны де Бройля медленных (тепловых) нейтронов. Если соответствующая длина волны сравнима с межатомным расстоянием, то для описания волновых процессов удобно ввести показатель преломления нейтронов согласно формуле , (10.3) где - скорость нейтронов в вакууме, - скорость нейтронов в среде, - кинетическая энергия нейтронов в вакууме, - усреднённый по объёму среды потенциал взаимодействия нейтрона с ядрами вещества, - концентрация атомных ядер, - когерентная длина рассеяния нейтронов ядрами, - масса нейтрона. В отличие от электронов нейтроны не обладают электрическим зарядом, поэтому взаимодействуют в основном с атомными ядрами. Кроме того, нейтроны обладают магнитным моментом порядка ядерного магнетона , (10.4) где - масса протона, что обуславливает их взаимодействие с внутренним полем вещества. Показатель преломления нейтронов даёт возможность количественно описывать такие волновые явления как отражение и преломление волн на границе раздела сред, дифракция на неоднородностях среды и периодических структурах, интерференция. Например, если , что справедливо для большинства атомных ядер, нейтроны с кинетической энергией не могут проникнуть из вакуума в среду в силу полного внутреннего отражения волны де Бройля. Данный эффект используется для создания сосудов для хранения ультрахолодных нейтронов. Источниками медленных нейтронов с кинетической энергией () служат ядерные реакторы, у которых максимум энергетического спектра тепловых нейтронов лежит в области энергии . |
Физические основы электронной микроскопии Электронный микроскоп Вернуться в оглавление: Физические явления |