§ 147. Эффект Вавилова — Черенкова
В 1934 г. П. А. Черенков, работавший под руководством С. И. Вавилова, обнаружил особый вид свечения жидкостей под действием улучей радия. Вавилов высказал правильное предположение, что источником излучения служат быстрые электроны, создаваемые 
-лучами. Это явление получило название эффекта Вавилова — Черенкова. Его полное теоретическое объяснение было дано в 1937 г. И. Е. Таммом и И. М. Франком.
Согласно электромагнитной теории заряд, движущийся равномерно, не излучает электромагнитных волн (см. § 109). Однако, как показали Тамм и Франк, это справедливо лишь в том случае, если скорость v заряженной частицы не превышает фазовую скорость 
электромагнитных волн в той среде, в которой движется частица. При условии, что 
даже двигаясь равномерно, частица излучает электромагнитные волны. В действительности частица теряет энергию на излучение, вследствие чего движется с отрицательным ускорением. Но это ускорение является не причиной (как в случае 
), а следствием излучения. Если бы потеря энергии за счет излучения восполнялась каким-либо способом, то частица, движущаяся равномерно со скоростью 
все равно была бы источником излучения.
Эффект Вавилова — Черенкова наблюдался экспериментально для электронов, протонов и мезонов при движении их в жидких и твердых средах.
Рис. 147.1.
В излучении Вавилова — Черенкова преобладают короткие волны, поэтому оно имеет голубую окраску. Наиболее характерным свойством этого излучения является то, что оно испускается не по всем направлениям, а лишь вдоль образующих конуса, ось которого совпадает с направлением скорости частицы (рис. 147.1). Угол 
между направлениями распространения излучения и вектором скорости частицы определяется соотношением
(147.1)
Эффект Вавилова — Черенкова находит широкое применение в экспериментальной технике. В так называемых счетчиках Черенкова световая вспышка, порождаемая быстродвижущейся заряженной частицей, превращается с помощью фотоумножителя в импульс тока. Для того чтобы заставить сработать такой счетчик, энергия частицы должна превысить пороговое значение, определяемое условием: 
Поэтому черенковские счетчики позволяют не только регистрировать частицы, но и судить об их энергии. Удается даже определить угол О между направлением вспышки и скоростью частицы, что дает возможность вычислить по формуле (147.1) скорость (а следовательно, и энергию) частицы.
