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Lexikon der Optik: Tscherenkow-Strahlung

Tscherenkow-Strahlung, Cerenkov-Strahlung, eine von P.A. Tscherenkow 1934 entdeckte und von I.M. Frank sowie I. Tamm 1937 theoretisch gedeutete Lichtstrahlung, die beim Durchgang von geladenen Teilchen (z.B. Elektronen) durch ein Medium mit dem Brechungsindex n auftritt, wenn die Teilchengeschwindigkeit v die Phasengeschwindigkeit u des Lichtes in diesem Medium übertrifft (v>u=c/n mit c als Vakuumlichtgeschwindigkeit). Die Verhältnisse sind ganz ähnlich wie in der Ballistik, wo ein Geschoß der von ihm erzeugten Druckwelle vorauseilt, so daß sich letztere nur im Inneren des Machschen Kegels ausbreiten kann. Ebenso läßt das geladene Teilchen sein Feld hinter sich zurück, das einen Machschen Kegel mit dem durch die Beziehung sinψ=u/c gegebenen Öffnungswinkel ψ erfüllt (Abb.). Ein Beobachter an einem Aufpunkt P stellt erst dann eine Strahlung fest, wenn er vom Machschen Kegel gestreift wird. Dabei breitet sich die Strahlung senkrecht zur Oberfläche des Machschen Kegels, also unter dem Winkel π/2-ψ gegen die Bewegungsrichtung des Teilchens aus. Sie hat die Form einer Stoßwelle und ist linear polarisiert. (Die elektrische Feldstärke liegt in der durch P und die Ausbreitungsrichtung des Teilchens definierten Ebene.) Da der Brechungsindex nur im Sichtbaren, nicht dagegen im UV-Gebiet deutlich größer als Eins ist, wird sichtbares Licht ausgesandt.

Die T. hat in der Elementarteilchenphysik große Bedeutung für den Nachweis schneller geladener Teilchen erlangt (Tscherenkow-Zähler).



Tscherenkow-Strahlung: Verlauf der Ausstrahlung. M Machscher Kegel, T elektrisch geladenes Teilchen, v dessen Geschwindigkeit, n Ausstrahlungsrichtung im Aufpunkt P.

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