Effet Vavilov-?erenkov - Définition

Explication du phénomène

Radiation Tcherenkov provenant de l'intérieur du cœur du réacteur nucléaire Triga

Dans un milieu matériel, la lumière se déplace à une vitesse c₁ inférieure à c .

Soit un milieu matériel transparent d'indice de réfraction n. La vitesse de la lumière dans ce milieu vaut c₁=c/n. (par définition de l'indice de réfraction). Soit une particule chargée qui se déplace, dans le milieu matériel considéré, à une vitesse v supérieure à c₁. Cela est tout à fait envisageable pour des particules très légères et très énergétiques. La particule chargée interagit tout au long de sa trajectoire avec le milieu qu'elle traverse. En effet, elle perturbe temporairement la polarisation des couches électroniques des atomes rencontrés, ce qui provoque une émission radiative. Ainsi, chaque atome rencontré par la particule devient successivement émetteur d'un rayonnement au passage de la particule. Cette émission est donc provoquée à la vitesse v. Or l'onde émise se propage à une vitesse c₁ inférieure à v. L'interférence de chacune des ondes émises par chaque atome perturbé est alors constructive. Un front d'onde cohérent apparaît sous la forme d'un cône de lumière. La fréquence de cette onde constructive correspond généralement, pour l'effet Tcherenkov dans l'eau, à celle du bleu ou de l'ultra-violet.

L’analogie entre l’effet Tcherenkov et l'onde de choc est facile à faire. Un avion se déplaçant plus vite que le son dans l’air crée une onde de choc sur laquelle toutes les ondes sonores se retrouvent. La correspondance avec l’effet Tcherenkov se fait en remplaçant l’avion assimilé à un point par une particule chargée et le son par la lumière. Le nombre de Mach fournit un schéma qui est directement applicable ici.